Aula 20: Transformações Martensíticas. - Transformação Martensítica é uma reação de deslizamento que ocorre sem difusão de matéria.

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1 - Transformação Martensítica é uma reação de deslizamento que ocorre sem difusão de matéria. - Pode ocorrer em sistemas nos quais existe uma transformação invariante, controlada por difusão, a qual pode ser suprimida por meio de um rápido resfriamento. - Formadas por placas lenticulares que dividem os grãos da matriz; estas partículas se tocam, mas nunca se cruzam uma com a outra. - Grande velocidade de crescimento das placas; quase um terço da velocidade do som. A energia de ativação para o crescimento de uma placa é muito baixa. 1

2 Adifusional ( a martensita tem a mesma composição química que a forma anterior) Insupressível por têmpera (a transformação ocorre por mais rápido que seja o resfriamento) A temperatura de M s independe da velocidade de resfriamento. A nova fase não cresce não há transformação por nucleação e crescimento. Não há transformação isotérmica formação de martensita para com o parada no resfriamento. 2

3 A martensita é dura, resistente e frágil porque não possui estrutura cúbica (é tetragonal) e todo o C permanece em solução sólida Escorregamento não ocorre facilmente. Os elementos de liga tendem a diminuir M s (exceções Co e Al) A martensita é muito sensível ao teor de C Quanto maior for o % de C martensita mais dura 3

4 M s = temperatura de início da transformação martensítica Austenita se transforma em Martensita M s depende do tamanho de grão T.G. Quanto > T.G. > M s Mais fácil de cizalhar M f = temperatura na qual a transformação martensítica virtualmente se completa. (a) Martensita ferro carbono em um aço com conteúdo médio de carbono, 370 x. (b) Martensita formada ao temperar uma liga de Fe, 16 % Cr, 12 % Ni, numa temperatura de 196 º C, 7100 x. 4

5 Micrografia mostrando a estrutura martensitica. Os grãos aciculares são da fase martensita, as regiões brancas são de austenita não transformada x. Diagrama TTT para o aço eutetóide. 5

6 Representação esquemática dos deslocamentos que dão origem a uma placa martensítica: (a) Deslocamento primário. (b) Deslocamento secundário distribuído por maclagem fina. Formas de Martensita Martensita em Ripas (Lath) Ripas que nucleiam e crescem paralelas Alta densidade de discordâncias Martensita Lenticular (placas) Martensita em Lâminas 6

7 Estrutura Martensítica em aço temperado A Martensita no Sistema Ferro Carbono Dureza máxima versos o conteúdo de carbono para aços totalmente endurecidos. 7

8 Revenimento da Martensita - Primeira etapa (temp. amb. até 200 º C), a martensita num precipitado de transição cuja composição varia de Fe 2 C a Fe 3 C. - Segunda etapa (de 200 a 300 º C), qualquer austenita retida se decompõe em bainita (mescla fina de ferrita e cementita). - Terceira etapa (de 260 a 360 º C), a martensita de baixo carbono e o carboneto ε, se decompõe em ferrita e cementita. - Quarta etapa, (de 360 até a temperatura eutetóide, 723 º C), se produz uma esferoidização e um crescimento das partículas de carboneto. MEV de aço temperado e revenido a C, mostrando a Martensita Revenida (partículas de cementita em matriz de ferrita, 9300x. 8

9 Variações nas propriedades mecânicas dos aços em função do teor de C para aços com microestrutura formada por perlita fina. Variação nos valores de dureza dos aços com diferentes microestruturas em função do teor de C. 9

10 Variação na ductilidade dos aços com diferentes microestruturas em função do teor de C. Variação nos valores de dureza dos aços em função de variações na microestrutura. 10

11 Variação na Tensão de escoamento, no limite Maximo de resistência e na ductilidade para um aço 4340 temperado em óleo em função da temperatura de revenimento. Variação na dureza em função do tempo de revenimento para um aço 1080 (eutetóide). 11

12 Linhas Cheias Transformações com Difusão Linhas Interrompidas Transformações sem Difusão Possíveis transformações envolvendo a decomposição da austenita. 12