Questão15: O endurecimento secundário que se dá nos aços rápidos se dá por:
a) transformação da austenita residual em martensita no revenido
b) precipitação de elementos de liga
c) ambos citados nas letras (a) e (b) acima
d) formação de cementita globalizada
e) formação de austenita retida

Passo 1

O enunciado pergunta: “O endurecimento secundário que se dá nos aços rápidos se dá por:” e apresenta as alternativas:
a) transformação da austenita residual em martensita no revenido
b) precipitação de elementos de liga
c) ambos citados nas letras (a) e (b) acima
d) formação de cementita globalizada
e) formação de austenita retida
Informações relevantes fornecidas pelo enunciado:
  • O sujeito é “endurecimento secundário” em “aços rápidos” (ou seja, trata-se de um efeito observado durante o tratamento térmico desses aços).
  • Precisamos identificar qual mecanismo, entre as opções, explica esse endurecimento secundário.

Passo 2

O que é “endurecimento secundário” (explicação didática passo a passo):
  • Quando a gente têmpera (revenimento) um aço que já foi martensitizado, normalmente espera-se uma queda de dureza inicial conforme o carbono sai da solução sólida e aparecem cementitas ou carbetos grosseiros — isso é o amaciamento normal do revenido.
  • “Endurecimento secundário” é o fenômeno em que, ao aquecer mais (em faixas típicas de revenido médio/alto), a dureza aumenta de novo em relação ao mínimo do revenido anterior. Ou seja, depois do amaciamento inicial, há um pico secundário de dureza.
  • Esse pico NÃO é o comportamento típico do aço simples; é característico de aços liga ricos em elementos como tungstênio (W), molibdênio (Mo), vanádio (V), cromo (Cr) — exatamente os utilizados nos aços rápidos.

Passo 3

Mecanismo físico que causa o endurecimento secundário (aula direta sobre o mecanismo):
  • Durante o revenido em temperaturas intermediárias/altas, os elementos de liga fortemente formadores de carbonetos (W, Mo, V, etc.) saem da matriz (da solução sólida) e precipitam como pequenos carbetos finos e dispersos. Esses carbetos podem ter fórmulas do tipo MC, M_6C, M_2C dependendo da liga (onde M representa metal de liga como W, Mo, V, etc.).
  • Precipitação fina e bem dispersa cria barreiras ao movimento de discordâncias (defeitos que permitem deformação plástica). Quanto mais obstáculos finos e numerosos, mais difícil é a deformação — isto é, maior a resistência e a dureza. Esse é o mecanismo clássico de “precipitation hardening” (endurecimento por precipitação).
  • Portanto, no revenido dessas ligas, a precipitação de carbonetos de elementos de liga aumenta a dureza: esse é o endurecimento secundário.
  • Observação prática: o pico de endurecimento secundário costuma ocorrer em temperaturas de revenimento mais altas do que as do revelado amaciamento inicial; é um efeito desejado em aços rápidos porque mantém a dureza/tenacidade em temperaturas de trabalho elevadas.

Passo 4

Aplicando isso às alternativas — por que a alternativa (b) é a correta (expliquei o porquê com detalhe):
  • A alternativa (b) diz “precipitação de elementos de liga”. Isso corresponde exatamente ao processo descrito acima: os elementos de liga precipitam como carbeto fino durante o revenido e causam o aumento de dureza (endurecimento secundário). Então (b) descreve corretamente o mecanismo físico responsável.

Passo 5

Analisando e eliminando as demais alternativas com explicações claras e simples:
  • Alternativa (a): “transformação da austenita residual em martensita no revenido”. Comentário: austenita residual pode transformar-se em martensita quando ocorre resfriamento adicional ou por deformação, e transformação de austenita retida em martensita ocorreria tipicamente durante resfriamento ou sob choques, não como causa do pico de dureza durante um revenido controlado. Além disso, a formação de martensita geralmente aumenta dureza, mas isso não é o mecanismo clássico do endurecimento secundário observado em aços rápidos. Então (a) não descreve o fenômeno principal.
  • Alternativa (c): “ambos (a) e (b)”. Como (a) está incorreta no contexto do endurecimento secundário, (c) também fica incorreta.
  • Alternativa (d): “formação de cementita globalizada”. Comentário: cementita (Fe3C) grosseira tende a reduzir a resistência (ou ao menos não é o que causa o pico fino de dureza). “Globalizada” sugere carbeto grosseiro e agregado — isso não gera o endurecimento fino e elevado característico do endurecimento secundário; pelo contrário, carbetos grosseiros costumam ser menos eficazes para endurecer por obstáculo a discordâncias.
  • Alternativa (e): “formação de austenita retida”. Comentário: austenita retida reduz dureza e estabilidade dimensional em muitos casos; além disso, não é a causa do aumento de dureza observado no endurecimento secundário.

Passo 6

Exemplo concreto para fixar (curtinho e prático):
  • Em um aço rápido tipo AISI M2 (contendo W, Mo, V), ao reveni-lo em torno de 500 600^\circ\text{C} observa-se um pico de dureza devido à precipitação de carbonetos ricos em W e Mo. Esses carbonetos finos são os responsáveis pelo endurecimento secundário — exatamente o que a alternativa (b) descreve.

Passo 7

Conclusão direta: o endurecimento secundário em aços rápidos é causado pela precipitação de elementos de liga na forma de carbonetos finos e dispersos durante o revenido.

Resposta

b)