DIAGRAMAS TTT

Prof. M.Sc.: Anael Krelling

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DIAGRAMAS DE TRANSFORMAÇÕES ISOTÉRMICAS (CURVAS TTT) •Servem para indicar quanto tempo se deve ficar a determinada temperatura para atingir o grau de transformação desejado. •Indicam as transformações que ocorrem tendo o tempo como variável. •São geradas a partir de gráficos de fração de transformação em função do logaritmo do tempo para diferentes temperaturas. •Válido para uma única liga Fe-C. •Precisos somente quando a temperatura da liga é mantida constante.

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PERLITA

Reação Eutetóide:

Para uma liga ferro-carbono com composição eutetóide (0,76%p C), a fração reagida isotermicamente em função do log do tempo para transformação de austenita em perlita

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Demonstração de como um diagrama de transformação isotérmica (parte inferior) é gerado a partir de medições da porcentagem da transformação em função do logaritmo do tempo.

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Fotomicrografias de amostras de (a) perlita grosseira e (b) perlita fina.

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•A razão entre as espessuras das camadas de ferrita e de cementita na perlita é de aproximadamente 8 para 1. •A espessura absoluta da camada depende da temperatura na qual se deixa prosseguir a transformação isotérmica. •Em temperaturas imediatamente abaixo da eutetóide são produzidas camadas relativamente grossas, tanto para a ferrita quanto para a cementita devido ao fato das taxas de difusão serem relativamente altas, dessa forma, os átomos de carbono podem se difundir ao longo de distâncias relativamente longas. A estrutura é conhecida como perlita grosseira. •Com a diminuição da temperatura, a taxa de difusão do carbono também diminui, e as camadas se tornam progressivamente mais finas. A estrutura é conhecida como perlita fina.

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Para ligas Fe-C com outras composições, uma fase proeutetóide (ferrita ou cementita) irá coexistir com a perlita. Dessa forma, também devem ser incluídas no diagrama de transformação isotérmica as curvas adicionais que correspondem a uma transformação proeutetóide.

Diagrama de transformação isotérmica de uma liga Fe-C contendo 1,13%p C: A, austenita; C, cementita proeutetóide; P, perlita.

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BAINITA

Temperatura abaixo daquela na qual a perlita fina se forma – são formados outros microconstituintes. •Bainita

•Bainita Superior •Bainita Inferior

Consiste em ferrita e cementita, porém com arranjos distintos da estrutura lamelar da perlita. •Entre 300 e 540°C - Bainita Superior - série de ripas paralelas (tiras finas e estreitas) ou agulhas de ferrita separadas por partículas alongadas de cementita.

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•Entre 200 e 300°C - Bainita Inferior – ferrita na forma de placas finas e partículas estreitas de cementita (forma de bastões ou lâminas muito finas) se formam no interior das placas de ferrita.

Micrografia eletrônica de transmissão de réplica que mostra a estrutura da bainita superior.

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CEMENTITA GLOBULIZADA

Aquecimento de uma liga de aço com microestrutura perlítica ou bainítica a temperatura abaixo da temperatura eutetóide, por longo período (700°C, 18 – 24h) – cementita globulizada – força motriz é a redução na área de contornos entre as fases α e Fe3C.

Fotomicrografia de um aço que possui uma microestrutura de cementita globulizada. As partículas pequenas são de cementita, a fase contínua consiste em ferrita α.

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MARTENSITA

•Resfriamento rápido (temperadas) até uma temperatura baixa. •Transformação polimófica, CFC – TCC. •Transformação com ausência de difusão.

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•Não há transformação isotérmica – formação de martensita pára com a parada do resfriamento. •A martensita é dura, resistente e frágil porque não possui estrutura cúbica (é tetragonal) e todo o C permanece em solução sólida. •Quanto maior a % de C, maior será a dureza da martensita.

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Em branco – austenita retida Austenita que não se transformou no processo de resfriamento rápido.

Fotomicrografia mostrando a microestrutura martensítica lenticular ou em placas

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REVENIMENTO DA MARTENSITA

1. (Temperatura ambiente até 200°C) – a martensita se transforma em um precipitado de transição cuja composição varia de Fe2C a Fe3C.

2. (de 200 a 300°C) – qualquer austenita retida se decompõe em bainita (mescla fina de ferrita e cementita).

3. (de 260 a 360°C) – a martensita de baixo carbono e o carboneto ε, se decompõem em ferrita e cementita.

4. (de 360 até a temperatura eutetóide, 727°C) – se produz uma esferoidização e um crescimento das partículas de carboneto.

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MEV de aço temperado e revenido a 594°C, mostrando a Martensita Revenida (partículas de cementita em matriz de ferrita). 9300X

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Fragilização por Revenido

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INFLUÊNCIAS NOS DIAGRAMAS TTT •Elementos de liga (Cr, Ni, Mo e W) – alterações significativas na posição e formas das curvas TTT.

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Diagrama de transformação isotérmica para um aço-liga (tipo 4340): A, austenita; B, bainita; P, perlita; M, martensita; F, ferrita proeutetóide.

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EXERCÍCIO: Descrever as estruturas formadas (em termos dos microconstituintes presentes e das porcentagens aproximadas).

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COMPORTAMENTO MECÂNICO DE LIGAS Fe-C

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Com difusão

Sem difusão

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