Quais são os fatores que afetam os diagramas TTT e TRC e como afetam?
Passo 1
Beleza, o exercício pede para a gente listar os fatores que influenciam os diagramas TTT (Time–Temperature–Transformation) e TRC (Transformação em Resfriamento Contínuo) e explicar como cada um mexe com essas curvas. O conteúdo aqui é Metalurgia Física (transformações de fase em aços), e para resolver vamos precisar entender noções básicas de cinética de transformação (nucleação e crescimento), difusão (equação de Arrhenius) e os conceitos de resfriamento isotermo vs. contínuo.
Passo 2
Antes de falar dos fatores, vamos lembrar rapidamente o que são esses diagramas:
- Diagrama TTT: mostra, a uma temperatura fixa, em que tempo aparece perlita, bainita, martensita etc. É isotermo (resfria rápido até a temperatura de interesse e segura lá).
- Diagrama TRC: curva contínua de resfriamento, indica que transformação ocorre em função da velocidade de resfriamento (sem parar numa temperatura fixa).
Passo 3
Fatores que afetam o diagrama TTT
- Composição química (teor de C e elementos de liga)
• Quanto mais C ou elementos lentos à difusão (Cr, Mo, Ni), mais a curva “sai” para a direita: demora mais tempo para nuclear e crescer. - Tamanho de grão de austenita
• Grãos maiores = menos contorno de grão por volume = menos sítios de nucleação → curva desloca para tempos maiores. - Temperatura e tempo de austenitização prévia
• Austenitizar mal (grau de homogeneização prejudicado) cria heterogeneidades que podem acelerar ou retardar (depende). - Desnucleantes ou deformação a quente
• Trabalhar plasticamente austenita antes (deformação a quente) aumenta sítios de nucleação, movendo a curva para a esquerda (transforma mais rápido). - Puridade e inclusões
• Inclusões não metálicas podem servir de núcleos preferenciais, deslocando a curva para tempos menores.
Passo 4
Como esses fatores atuam (teoria por trás)
- A velocidade de difusão segue a equação de Arrhenius:
Se adiciono elementos que elevam , reduzo , atraso a transformação (TTT vai para a direita). - A nucleação precisa de contornos de grão ou defeitos como sítios preferenciais. Quanto mais sítios, menor a energia de barreira, logo curve shift left.
Passo 5
Fatores que afetam o diagrama TRC
- Taxa de resfriamento (
)
• Resfriamento mais rápido (grande) faz a curva de transformação se aproximar da da martensita (menos perlita/bainita). - Seção transversal da peça e condutividade térmica
• Peças grossas esfriam mais devagar no núcleo → transformações isotérmicas acontecem antes daí. - Meio de resfriamento (água, óleo, ar)
• Líquidos de alta condutividade (água) aumentam, deslocando as curvas para a esquerda e favorecendo martensita. - Temperatura inicial de austenitização
• Definiu o tamanho de grão inicial e homogeneidade, afetando indiretamente o TRC como no TTT. - Geometria e suporte da peça
• Contato com a base do forro ou entre peças pode criar “pontos quentes” onde demora mais para resfriar.
Resposta
Os principais fatores que afetam tanto o TTT quanto o TRC são:
- Composição química (teor de C e elementos de liga)
- Tamanho de grão da austenita
- Condição de austenitização (temperatura/tempo e deformação prévia)
- Puridade e inclusões do material
Adicionalmente, no TRC entram ainda a taxa de resfriamento real (), o meio de têmpera, a geometria e a condutividade térmica da peça.
Cada fator age alterando a energia de nucleação, a velocidade de difusão (pela lei de Arrhenius) e/ou a remoção de calor, deslocando as curvas para a direita (retraindo transformação) ou para a esquerda (antecipando transformação).