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
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
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
, , dependendo da liga (onde 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
– 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)