QUEST+òES - Martensita

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QUESTÕES – ENDURECIMENTO POR TRANSFORMAÇÃO DE FASE
1 – Fale 10 características da transformação martensítica.
- A transformação ocorre por nucleação e cisalhamento, sem difusão.
- Existe uma relação de orientação entra a fase inicial e a final 
- Existe um plano comum entre a estrutura transformada e a não transformada
- A estrutura transformada é distinta da original
- Existe uma direção de deslocamento dos átomos, sendo esta menor que o tamanho interatômico
- A transformação ocorre em uma faixa de temperatura, devido a energia elástica necessária para a deformação plástica ocorrida.
- Pode-se acelerar o aparecimento da fase martensítica usando-se deformação plástica durante a transformação
- Os volumes das fases iniciais e finais são diferentes, evidenciando uma mudança de volume associada a transformação
- É uma transformação geometricamente reversível (há exceções)
- A microestrutura possui um aspecto particular (Placas e Ripas)
2 – Qual a diferença entre maclação e transformação martensítica?
Ao comparar os fenômenos pode-se perceber que eles se assemelham, porque em ambos há um deslocamento de átomos em pequenos espaços, porem no caso da maclação não há mudança na célula unitária, o que ocorre na transformação martensítica.
3 – O que é Austenita Retida, e quais são seus efeitos no material?
Durante a lei de resfriamento do material na fase austenitica, nem todo austenita presente no mesmo se transforma em martensíta, formando a austenita retida. Um aumento no teor de carbono no material, altera Ms (temperatura de início de formação da martensíta) e Mf (Temperatura final de formação da martensíta), de modo a aumentar a tendência de formação da austenita retida, o que pode conferir ao material um menor endurecimento.
Para se evitar a formação da austenita retida é necessário imprimir leis extremamente severas de resfriamento ao material, com temperaturas na ordem de 0`C.
4 – O que significa a transformação martensítica ser geometricamente e reversível? Existem exceções? Quais?
A transformação martensítica é geometricamente reversível, ou seja, se a martensíta for aquecida em determinada temperatura ela se transforma na sua fase original,austenita, por cisalhamento reverso.
A exceção é o sistema Fe-C. No aquecimento, a martensita acaba por se decompor em fases diferentes (cementita e ferrita), provavelmente por estas serem mais estáveis, no que diz respeito ao cisalhamento reverso causado pela elevação de temperatura no material.
5 – Porque sobre o ponto de vista termodinâmico a transformação martensítica não é reversível?
Pois a temperatura na qual a transformação reversa(As) ocorre no aquecimento é maior do que a temperatura para a formação da martensíta(Ms). Isto se deve a barreira para nucleação e a energia de deformação elástica estocada.
Na prática se considera como reversível, porque As e Ms possuem valores muito próximos.
6 – Sobre a morfologia da martensita, responda:
Quais as morfologias possíveis?
Ripa e Placa
Como são caracterizadas suas subestruturas?
No caso da placa é formada basicamente por maclas e discordâncias, já a ripa é formada preferencialmente por discordâncias.
A formação de uma dessas estruturas depende principalmente de qual variável, no caso do sistema Fe-C?
O aparecimento destas estruturas depende principalmente da composição química. No caso do sistema Fe-C, o aparecimento das placas está intimamente ligado a aços com alto teor de carbono, já as ripas aparecem em aços com baixo teor de carbono.
7 – Porque as placas da estruturas morfológicas da martensíta se encontram de forma desordenada na microestrutura do material? E porque esta desordem pode prejudicar o material?
Quando um material sofre uma transformação martensitica, um plano de hábito é ‘’herdado’’ da fase inicial (austenítica). Existem diversas variantes deste plano, por exemplo, um plano da fase austenítica (259) pode gerar na fase filha 24 diferentes variantes, fazendo com que as placas se disponham de forma completamente desordenada. 
Devido a desordem, as placas podem acabar tendo contato, desenvolvendo microtrincas, o que traz ao material certa deterioração.
8 – Interprete o gráfico abaixo:
Nos aços há uma diferença significante nas propriedades mecânicas da martensíta, em função de sua estrutura/morfologia. Por exemplo, as placas acabam se dispondo de forma desordenada na estrutura, fazendo com que ocorra o aparecimento de microtrincas, e por conseqüência acaba exibindo uma menor tenacidade a fratura. Por outro lado, a morfologia das ripas confere ao material uma maior tenacidade à fratura.
9 – Porque a transformação martensítica endurece tanto o material?
Durante a transformação, os átomos de carbono vão se alojar nos interstícios da rede do ferro. Com o resfriamento rápido, esta configuração fica ‘’congelada’’, e a solução sólida estará super saturada, implicando em alongamento em uma direção e contração nas outras (deformação da rede), tendo como conseqüência uma estrutura extremamente tensionada, ou seja, as discordâncias vão encontrar muita dificuldade de movimentação, levando ao endurecimento.
10 – Sabe-se que a alta resistência de um material é antagônica a sua tenacidade, como se pode então explicar os aços trip possuírem essa propriedade de forma conjunta? 
A transformação martensitica é induzida por deformação. A resistência é devido ao encruamento, precipitações e empilhamento de discordâncias. A tenacidade a fratura é devida a própria transformação martensítica, que encrua ainda mais o material e evita a estricção.
Estes efeitos conferem ao material uma microestrutura complexa, que associa ferrita, bainita e frações significativas de austenita retida.
11 – O que é visado quando se faz o tratamento de revenido? Quais os problemas que podem vir a ocorrer?
Dependendo da aplicação do aço, há necessidade de um alívio nas tensões oriundas da transformação martensítica, ou seja, melhorar a tenacidade, este processo é o tratamento de revenido.
Dentre os problemas que podem vir a acontecer, se destaca a fragilização, pode ocorrer uma segregação de impurezas nos contornos de grão austeníticos, o que pode vir a causar uma fratura intergranular.
12 - Caracterize o fenômeno do Efeito Memória de Forma
Certas ligas metálicas exibem um comportamento não usual quando submetidos a carregamento mecânico ou variação de temperatura, devido a transformação martensítica. Este efeito pode levar o material a efeitos interessantes e aplicáveis, como a capacidade de alterar a forma de um componente estrutural simplesmente por meio de uma ciclagem de temperatura. As ligas susceptíveis a este comportamento são chamadas de ligas com memória de forma.
13 – Cite e explique os efeitos mecânicos que caracterizam o efeito memória de forma.
Superelasticidade e Memória de deformação.
A superelasticidade ocorre sem mudança de temperatura e no campo austenitico. Quando ocorre uma deformação mecânica, ela estimula a transformação da austenita em martensita, de modo que o cisalhamento da rede acomoda a mudança de forma, e uma energia livre de deformação elástica minimizada garante o abaixamento da energia livre do sistema e a existência da fase martensítica. Aumentando-se a deformação, aumenta-se progressivamente a transformação martensítica, sem muito acréscimo necessário na tensão aplicada, gerando um platô superelastico na curva tensão-deformação. Toda a deformação é recuperada quando a carga aplicada é retirada, e o material reverte para a fase austenítica.
A memória de deformação também envolve transformação martensítica, mas nesse caso elas são estimuladas por mudança de temperatura. O fenômeno ainda envolve um ‘’treinamento’’ do material de modo a ter uma forma preferencial. O material é conformado de modo a ter uma forma particular, e então é tratado termicamente em uma temperatura acima de Af, para obtenção da austenita. Posteriormente é imposta uma lei de resfriamento ao material visando a transformação martensítica. Uma tensão aplicada ao material vai levar ao coalescimentode variantes em um único variante, minimizando a energia de deformação elástica associada (explicação cristalográfica). Toda a deformação que resulta no movimento dos contornos de variantes será recuperada na transformação reversa em uma temperatura superior a Af.
14 – Quais as vantagens de um material que possui ausência de escoamento descontínuo?
A ausência de escoamento descontínuo é causada devido a interação de discordâncias com átomos de soluto, e faz com que o material sofra encruamento de forma mais rápida.
PLACA
RIPA