Defina os tratamentos térmicos de martêmpera, austêmpera e envelhecimento, assim como as principais características microestruturais e mecânicas dos aços submetidos aos mesmos.
Passo 1
Vamos resumir o que o exercício pede. Precisamos definir três tratamentos térmicos aplicados aos aços: martêmpera, austêmpera e envelhecimento. Além disso, devemos destacar as principais características microestruturais e mecânicas dos aços que passam por esses tratamentos. Para resolver isso, vamos precisar entender o que são tratamentos térmicos, como cada um deles funciona e como afetam a microestrutura e as propriedades mecânicas dos aços.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são tratamentos térmicos. Tratamentos térmicos são processos que envolvem o aquecimento e o resfriamento controlados dos materiais para alterar suas propriedades físicas e mecânicas sem mudar a sua forma. No caso dos aços, esses tratamentos podem modificar a microestrutura, o que, por sua vez, afeta características como dureza, resistência e tenacidade.
Passo 3
Vamos começar com a martêmpera. A martêmpera é um tratamento térmico que envolve o aquecimento do aço até a região austenítica (onde a estrutura é completamente austenítica) e, em seguida, um resfriamento rápido até uma temperatura abaixo do ponto de transformação para formar martensita, seguido de um resfriamento mais lento à temperatura ambiente para aliviar tensões internas.
A microestrutura resultante da martêmpera é predominantemente martensítica, o que confere ao aço alta dureza e resistência. Mecânicamente, os aços martemprados apresentam boa resistência ao desgaste e à fadiga, mas podem ser mais frágeis devido à alta dureza.
Passo 4
Em seguida, temos a austêmpera. A austêmpera também começa com o aquecimento do aço até a região austenítica, mas o resfriamento é feito rapidamente até uma faixa de temperatura onde ocorre a transformação para bainita austêrbica, mantendo-se nessa temperatura até a formação completa da bainita.
A microestrutura da austêmpera é bainítica, que é uma combinação de ferrita e cementita. Mecânicamente, os aços austemprados têm uma boa combinação de resistência e ductilidade, além de excelente resistência ao desgaste e menor fragilidade em comparação com a martêmpera.
Passo 5
Por último, o envelhecimento é um tratamento térmico que ocorre após a têmpera. Envolve manter o aço a uma temperatura moderada por um período de tempo para permitir a precipitação controlada de carbonetos ou outras fases secundárias.
A microestrutura após o envelhecimento apresenta precipitados finos que fortalecem a matriz metálica. Mecânicosamente, o envelhecimento aumenta a resistência e dureza do aço sem comprometer significativamente a ductilidade, melhorando assim a tenacidade.
Resposta
Em resumo, a martêmpera resulta em uma microestrutura martensítica, proporcionando alta dureza e resistência, mas com maior fragilidade. A austêmpera forma uma microestrutura bainítica, oferecendo um bom equilíbrio entre resistência e ductilidade, além de excelente resistência ao desgaste. O envelhecimento promove a precipitação de fases secundárias, aumentando a resistência e dureza do aço sem sacrificar muito a ductilidade, melhorando a tenacidade geral do material.