Enunciado
Ciência dos Materiais - Callister - Ciência e Engenharia de Materiais. Uma Introdução- Ed: 8º - Capítulo 11.Perguntas e Problemas - Ex. 30
Compare o endurecimento por precipitação (Seção 11.9) com o endurecimento de um aço por têmpera e revenido (Seções 10.5, 10.6 e 10.8) em relação aos seguinte:
- O procedimento completo de tratamento térmico
- As microestruturas envolvidas
- Como as propriedades mecânicas mudam durante vários estágios de tratamento térmico.
Passo 1
Pra resolver essa questão, vamos avaliar como funciona os dois tipos de endurecimento pra cada coisa.
Em relação ao procedimento:
O endurecimento por precipitação envolve um aquecimento em temperaturas bem altas pra que as impurezas do material sejam dissolvidas e as lacunas do material matriz sejam preenchidas, impedindo os deslocamentos na estrutura cristalina e aumentando a dureza no material. Depois desse primeiro aquecimento a mistura é resfriada rapidamente e reaquecida a uma temperatura intermediária para que os cristais da fase , chamados de precipitado, possam se formar mais lentamente até a temperatura ambiente.
O endurecimento do aço por têmpera e revenido também começa com um aquecimento em temperaturas bem altas, e um resfriamento rápido para que o carbono não difunda e haja a formação de martensita, que é uma fase bem dura porém frágil. O revenido é justamente para que o material não fique tão frágil. É basicamente um aquecimento em temperaturas relativamente baixas (250˚C - 600˚C) seguido de um resfriamento lento, que diminui um pouco a dureza do material, mas ao mesmo tempo alivia as tensões para que ele não fique muito frágil.
Passo 2
Com relação às microestruturas:
O endurecimento por precipitação é normalmente feito em ligas de alumínio, magnésio, níquel e titânio. As fases envolvidas são e .
Na têmpera do aço, liga de ferro e carbono, as fases envolvidas são a austenita (em altas temperaturas) e martensita quando é resfriada. As fases de ferrita e cementita são evitadas.
Passo 3
Com relação às propriedades mecânicas:
No endurecimento por precipitação a dureza do material é baixa na primeira etapa de aquecimento, vai aumentando conforme é resfriado. Volta a aumentar com o aumento da temperatura e a formação dos precipitados. Existe um ponto em que a dureza começa a diminuir, que é chamado de superenvelhecimento.
Na tempera a dureza aumenta bastante no primeiro resfriamento, diminui um pouco, gradativamente, no segundo resfriamento.
Resposta
- O endurecimento por precipitação envolve um aquecimento em temperaturas bem altas. Depois desse primeiro aquecimento a mistura é resfriada rapidamente e reaquecida a uma temperatura intermediária.
- O endurecimento por precipitação é normalmente feito em ligas de alumínio, magnésio, níquel e titânio. As fases envolvidas são e .
- No endurecimento por precipitação a dureza do material é baixa na primeira etapa de aquecimento, vai aumentando conforme é resfriado. Volta a aumentar com o aumento da temperatura e a formação dos precipitados. Existe um ponto em que a dureza começa a diminuir, que é chamado de superenvelhecimento.
O endurecimento do aço por têmpera e revenido também começa com um aquecimento em temperaturas bem altas, e um resfriamento. O revenido é basicamente um aquecimento em temperaturas relativamente baixas (250˚C - 600˚C) seguido de um resfriamento lento.
Na têmpera do aço, as fases envolvidas são a austenita e martensita.
Na tempera a dureza aumenta bastante no primeiro resfriamento, diminui um pouco gradativamente no segundo resfriamento.