Tratamentos térmicos nos aços é uma prática comum realizada, com o objetivo de alterar os níveis de resistência mecânica, dureza, ductilidade e tenacidade. Dessa forma, em relação aos tratamentos térmicos, assinale a alternativa correta.
Os tratamentos térmicos apenas são realizados quando se deseja aumentar a dureza e a resistência mecânica dos aços.
Em composição de
de C , a microestrutura formada pelo resfriamento lento e controlado do aço consiste em camadas alternadas de ferrita e cementita. Essa estrutura é conhecida por perlita.
Temperabilidade é um termo empregado para descrever a habilidade de uma liga ser endurecida pela formação da cementita.
Ligas de aço hipereutetoides contém entre
e
de carbono em sua composição.
Ferro fundido é considerado uma classe de liga ferrosa que contém teores de carbono acima de
.
Passo 1
O enunciado pede que eu assinale a alternativa correta entre cinco afirmações sobre tratamentos térmicos e aços. Vou listar aqui, numerando-as para ficar claro o que cada uma diz (copiei os números do enunciado):
- Os tratamentos térmicos apenas são realizados quando se deseja aumentar a dureza e a resistência mecânica dos aços.
- Em composição de
de C, a microestrutura formada pelo resfriamento lento e controlado do aço consiste em camadas alternadas de ferrita e cementita. Essa estrutura é conhecida por perlita. - Temperabilidade é um termo empregado para descrever a habilidade de uma liga ser endurecida pela formação da cementita.
- Ligas de aço hipereutetoides contém entre
e de carbono em sua composição. - Ferro fundido é considerado uma classe de liga ferrosa que contém teores de carbono acima de
.
O objetivo é decidir quais dessas afirmações estão corretas.
Passo 2
Entendendo o propósito dos tratamentos térmicos (para avaliar a afirmação 1). Aula curta e direta:
- Tratamentos térmicos são processos térmicos controlados (aquecimento e/ou resfriamento) feitos para alterar a microestrutura do metal e, assim, suas propriedades mecânicas e físicas.
- Exemplos de objetivos dos tratamentos térmicos: aumentar dureza e resistência (por exemplo têmpera/templamento), reduzir dureza e aumentar ductilidade (por exemplo recozimento), alívio de tensões residuais (alívio de tensões), refinamento de grão, melhora da tenacidade, formação de estruturas específicas (normalização, revenido, têmpera diferencial), melhorar usinabilidade, etc.
Interpretação da afirmação 1: ela diz que tratamentos térmicos só são feitos quando se deseja aumentar dureza e resistência. Isso é falso, porque há muitos tratamentos justamente para reduzir dureza, aliviar tensões ou aumentar ductilidade. Conclusão provisória: a afirmação 1 é incorreta.
Passo 3
Explicando o que acontece em um aço eutetóide e o que é perlita (para avaliar a afirmação 2). Conceitos e por que é verdadeiro:
- O diagrama ferro-carbono tem um ponto eutetóide (na região sólida) em aproximadamente
de carbono e cerca de . A liga com essa composição é chamada de aço eutetóide. - Se um aço com composição eutetóide (
C) é resfriado lenta e controladamente a partir da fase austenita (temperatura acima do eutetóide) até abaixo de , ocorre a transformação eutetóide austenita perlita. - Perlita é uma microestrutura constituída por lamelas alternadas (em escala micrométrica) de ferrita (Fe praticamente pura, relativamente macia e dúctil) e cementita (
, mais dura e frágil). É exatamente o arranjo de camadas ferrita/cementita mencionado.
Portanto, a afirmação 2 está correta: paraC e resfriamento lento, forma-se perlita (camadas alternadas de ferrita e cementita).
Passo 4
O que é temperabilidade e por que a afirmação 3 está errada. A diferença entre cementita e martensita:
- Primeiro, clarificar termos parecidos que confundem muita gente: “têmpera” (ou “temperamento/templamento”) é o processo de quenching: aquecer para formar austenita e depois resfriar rapidamente para obter martensita (ou outras estruturas, dependendo da velocidade).
- “Temperabilidade” (em português técnico) refere-se à capacidade de uma liga (um aço) de formar uma certa quantidade de martensita a uma dada profundidade quando submetida a um resfriamento controlado (têmpera). Em inglês este conceito é “hardenability” — capacidade de endurecer em profundidade por têmpera. Depende da composição (elementos de liga retardam a transformação perlítica/bainítica, favorecendo formação de martensita) e do tamanho da peça/resfriamento.
- Cementita (
) é um composto de ferro-carbono que aparece em perlita, em estruturas de resfriamento lento, ou como rede em superfícies em hipereutetóide; sua formação não é o mecanismo típico de endurecimento por têmpera. O endurecimento por têmpera visa a formação de martensita — uma fase supersaturada, muito dura, obtida por transformação difusionalmente impedida durante o resfriamento rápido.
Logo, afirmar que “temperabilidade é a habilidade de uma liga ser endurecida pela formação da cementita” está incorreto: temperabilidade refere-se à facilidade de se obter endurecimento por têmpera (formação de martensita), não por cementita. Conclusão: a afirmação 3 é falsa.
Passo 5
Hipereutetoide vs hipoeutetoide e por que a afirmação 4 está errada:
- Ponto chave do ferro-carbono: a composição eutetóide é
de C. - Aços hipoeutetoides (ou simplesmente “hipo-”) são aqueles com teor de carbono menor que
. Aços hipereutetoides (ou “hiper-”) têm teor de carbono maior que , mas ainda dentro da faixa que se considera aço (tipicamente até ~ C, acima disso já se entra na faixa de ferros fundidos/ferro-carbono com excesso de carbono). - A afirmação 4 diz que ligas de aço hipereutetoides contêm entre
e de carbono — isso corresponde à faixa de teores abaixo de (ou seja, hipoeutetoides), não hipereutetoides. Além disso o valor é muito pequeno e parece fora de contexto; de qualquer forma, a definição de hipereutetoide é simplesmente composição .
Portanto a afirmação 4 está incorreta.
Passo 6
Definição de ferro fundido e por que a afirmação 5 está correta:
- Em termos práticos (e em muitos livros), “ferro fundido” ou “ferro fundido (cast iron)” refere-se às ligas ferro-carbono que têm teor de carbono relativamente alto, tipicamente acima de cerca de
— nessa região o comportamento e as estruturas (presença de grafita, eutético Fe–C a , etc.) diferem do aço. Há variações de classificação (algumas referências usam como limite), mas o enunciado usa , que é aceitável e comum. - Então afirmar que ferro fundido contém teores de carbono acima de
é correto dentro do uso corrente. Conclusão: a afirmação 5 é correta.
Passo 7
Resumo final e escolha das alternativas corretas com base nas análises:
- Afirmação 1: falsa (tratamentos térmicos têm outros objetivos além de aumentar dureza/resistência).
- Afirmação 2: verdadeira (a
C, resfriamento lento produz perlita: lamelas de ferrita e cementita). - Afirmação 3: falsa (temperabilidade ≈ capacidade de endurecer por têmpera formando martensita, não cementita).
- Afirmação 4: falsa (hipereutetoides têm
; o intervalo dado corresponde a hipoeutetoides e está incorreto). - Afirmação 5: verdadeira (ferro fundido usualmente é classificado com teores de carbono acima de
).
Resposta
2 e 5