Curso_MetalurgiaFisica_1T2014_Parte2-3

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Resumo
�Cronograma do Programa / Avaliações
�Bibliografia Básica
�Introdução a Metalurgia Física
�Revisão Cristalografia
�Átomos Intersticiais
�Transformações de Fase
•Precipitados
•Mecanismos de Endurecimento
•Deformação/Recuperação/Recristalização/Crescimento de Grão
•Fatores que Influenciam a Textura cristalográfica
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Programa de Pós-graduação em Engenharia Metalúrgica
110
Transformações de Fase
Revisão de Diagramas de Fase no Equilíbrio Termodinâmico
Transformações de Fase - Difusionais, Mistas (bainítica) e Adifusionais
(martensítica não-termoelástica e termoelástica):
• Cinética
• Morfologia
• Cristalografia
• Efeito dos elementos de liga
• Efeito da taxa de resfriamento
•Efeitos nas propriedades mecânicas
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111
Revisão de Diagramas de Fase no Equilíbrio Termodinâmico
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Transformações de Fase
Componentes – soluto(s) e solvente
Sistema – diversas possibilidade de configurações (composições química) de ligas para um
mesmo grupo de componentes
Solução gasosa, líquida ou sólida – Limite de Solubilidade do soluto no solvente, no caso de
solução sólida refere-se ao limite de solubilidade dos átomos de soluto intersticiais e/ou
substitucionais inseridos na rede cristalina que define a estrutura do solvente.
Fases – solução gasoso, líquida ou sólida (amorfa ou cristalina com as mais possíveis estrutura
para um sistema)
Microestrutura – morfologia de uma dada fase ou conjunto de fases que coexistem a uma dada
composição química, temperatura e pressão.
Equilíbrio de Fases – ponto ou região na qual duas ou mais fases distintas coexistem enquanto
não se ultrapassar as fronteiras entre as linhas de transformação de fases.
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Revisão de Diagramas de Fase no Equilíbrio Termodinâmico
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Transformações de Fase
Componentes: Água e açúcar.
Sistema: Água com açúcar.
Solução líquida: água adocicada
que possue um máximo de açúcar
dissolvida limitada pelo limite de
solubilidade a uma dada temperatura
Fases: solução líquida adocicada e
açúcar sólido precipitado
Microestrutura: (i) solução líquida a
adocicada de mesma coloração da
água pura e líquida; (ii) açúcar sólido
com a mesma morfologia dos cristais
de açúcar adicionados
Equilíbrio de fases: solução líquida
adocicada + açúcar sólido
precipitado limitado pela linha do
limite de solubilidade
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Revisão de Diagramas de Fase no Equilíbrio Termodinâmico
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Transformações de Fase
Componentes: Cobre e Níquel.
Sistema: Cu-Ni.
Solução líquida: Líquido existente a
temperatura superiores a linha liquidus (onde
ocorre a fusão completa do componente ou
sistema) que inicia-se a 1085oC para 100%Cu
(temperatura de fusão do cobre) e termina a
1453oC para 100%Ni (temperatura de fusão do
Ni).
Fases: líquida e alfa (α).
Microestrutura: (i) fase líquida; (ii) fase líquida
com núcleos/dendritas (grãos cristalinos)
sólidos da fase alfa (α); (iii) fase sólida de alfa
(α) formada por grãos cristalinos.
Equilíbrio de fases: definido pela região entre
as linhas liquidus e solidus onde coexistem as
fases líquida e alfa (α).
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Revisão de Diagramas de Fase no Equilíbrio Termodinâmico
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Transformações de Fase
Fração em Massa (W)
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Revisão de Diagramas de Fase no Equilíbrio Termodinâmico
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Transformações de Fase
Conversão de Fração em Massa (W)
para Fração Volumétrica (V)
ρ - densidade de uma fase (massa / volume)
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Soluções Sólidas x Solubilidade de Impurezas / Elementos de Liga
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Transformações de Fase
Solução Sólida Substitucional: (a) ordenada, (b) não-ordenada.
Solução Sólida Intersticial.
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Soluções Sólidas Substitucionais x Limite de Solubilidade
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Transformações de Fase
Fator Tamanho Atômico – Átomos de soluto serão substitucionais se o 
seu raio atômico não ultrapassar o valor de +/- 15% dos atomos solvente. 
Ao contrário disso os átomos solutos irão criar substancial distorção na 
rede cristalina e uma nova fase se formará.
Estrutura cristalina – ambos átomos (soluto e solvente) precisam ter a 
mesmo tipo de estrutura cristalina para forma uma solução substitucional.
Eletronegatividade – o mais electropositivo dos elementos e o outro mais 
eletronegativo farão que seja formada um composto intermetálico ao invés 
de uma solução sólida substitucional.
Valências – um metal terá maior tendencia de dissolver um outro metal de 
mais alta valência do que um outro de menor valência.
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Soluções Sólidas Substitucionais x Difusão
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Transformações de Fase
A difusão de 
átomos solutos 
substitucionais e 
atómos de 
solvente requer a 
presença de 
lacunas para que 
os átomos de 
soluto/solvente 
se movam. 
Quanto maior a 
temperatura 
maior será a sua 
mobilidade pela 
maior densidade 
de lacunas para 
um mesmo 
sistema soluto-
solvente.
RT
QDD o
−
= exp
D = coeficiente de difusão ou difusividade
Do = constante característica do sistema de difusão, 
fator de frequência
Q = Energia de ativação para difusão
R = Constante dos gases = 1,987 cal/mol.K
T = Temperatura em Kelvin (K)
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Soluções Sólidas Substitucionais e/ou Intersticiais x Difusão
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Transformações de Fase
Os movimentos dos átomos nos sólidos 
não estão restritos ao interior dos cristais 
(grãos). É um fato bem conhecido que o 
processo de difusão também ocorre na 
superfície de amostras metálicas e nos 
contornos entre cristais (grãos). Onde 
obedecem também uma lei de ativação 
(Tipo de Arhemius) que tem dependência 
com a temperatura
Ângulo de desalinhamento / desorientação
Ângulo de desalinhamento / desorientação
Contorno de 
grão de baixo 
ângulo
Contorno de 
grão de alto 
ângulo
RT
Q
DD o
sup
sup expsup
−
=
RT
Q
DD gcogc gc
..
..
exp
..
−
=
Dsup / Dsup o / Qsup e Dc.g. / Dc.g. o / Qc.g. = difusividade / 
contantes (fatores de frequencia) / energia de ativação 
superficial e em contorno de grão
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Soluções Sólidas Substitucionais e/ou Intersticiais x Difusão
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Transformações de Fase
A difusão é mais rápida nos contornos de grão do que no interior dos cristais e que as velocidades
de difusão em contorno livres (superfícies externas) são maiores que as duas anteriores. Estas
observações são compreensíveis, devido à estrutura progressivamente mais aberta (ou
desordenada) encontrada nos contornos de grão e superfícies externas. É bastante razoável que
os movimentos dos átomos devem ocorrer com maior facilidade nas superfícies livres, com maior
dificuldade em regiões de contorno e menos facilmente ainda no interior dos cristais (grãos).
Devido aos movimentos bastante rápidos dos átomos nas superfícies livres, a difusão superficial
desempenha um importante papel num grande número de fenômenos metalúrgicos (tratamento
termoquímicos, aderência e/ou formação de camada de liga na interface substrato/revestimento
nos processos de revestimento/pintura, oxidação, corrosão).
Visto que área total de contorno ser maior que área superficial livre de uma amostra policristalina,
o somatório para a difusividadetotal pode ter contribuições significativas para a difusão no
contorno de grão ou na superficie livre em função da temperatura e do tamanho de grão da
amostra policristalina.
As difusividades determinadas com amostras policristalinas tendem a ser mais representativas na
difusão volumétrica se foram utilizadas altas temperaturas e pode-se aumentar a confiabilidade
dos dados, controlando o tamanho de grão das amostras. Ou seja, quanto maior o tamanho de
grão, menor será a contribuição do contorno de grão para a difusividade.
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Revisão de Diagramas de Fase no Equilíbrio Termodinâmico
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Transformações de Fase
Principais Reações encontradas nos diagramas de equilíbrio
R
E
S
F
R
I
A
M
E
N
T
O
A
Q
U
E
C
I
M
E
N
T
O
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Revisão de Diagramas de Fase no 
Equilíbrio Termodinâmico
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Transformações de Fase
Sistema Fe-C - Linhas de Interesse
(Aços e Ferros Fundidos)
A1 – reação eutetóide γ → α + Fe3C a 727ºC
A2 – transformação magnética (Temperatura de Curie 
da Ferrita, 770ºC)
A3 – γ → α (912ºC/0%C a 727ºC/0,77%C )
Acm – γ → Fe3C (727ºC/0,77%C a 1148ºC/2,11%C)
A4 – γ → δ (1394ºC/0%C a 1495ºC/0,17%C)
Liquidus – 1538ºC/0%C a 1148ºC/4,30%C
Solidus – 1495ºC/0,17%C a 1148ºC/2,11%C
Reação eutética – L→ γ + Fe3C a 1148ºC
Reação peritética – L + δ → γ a 1495ºC
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Cinética das Reações no Estado Sólido
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Transformações de Fase
Equação de Avrami:
y = fração transformada
k e n = constantes independentes do 
tempo para uma reação em particular
t = tempo
r = taxa de transformação
t0,5 = tempo para 50% de fração 
transformada
R = constante dos gases
T = temperatura absoluta
A = constante independente da 
temperatura
Q = energia de ativáção para uma 
reação em particular
Relação com a temperatura = Processos Termicamente Ativados
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Transformações de Fase Difusionais
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Transformações de Fase
Referem-se a mudanças no arranjo 
cristalino dos átomos do solvente de 
uma ou mais fases em solução 
sólida durante o aquecimento ou 
resfriamento a uma dada 
temperatura ou intervalo, onde 
também pode ocorre uma migração 
(difusão) de átomos do soluto 
(substitucionais e/ou intersticiais) 
pelas alterações no seu limite de 
solubilidade, promovendo assim a 
formação de uma ou mais fases 
e/ou precipitados.
Reconstrutiva
Não há correspondência atômica.
Ausente de componente cisalhante 
na forma deformada.
Possível mudança de composição.
Não conservativa.
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Transformações de Fase
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Fe-0,25%C
Diagramas de Equilíbrio x Transformações de Fase Difusionais
- Fases/Microconstituintes encontrados nos Aços -
γ - austenita / α - ferrita / Fe3C – cementita / P – perlita (lamelas intercaladas de α e Fe3C)
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Transformações de Fase
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Aço com 0,38%peso de C. Perlita e ferrita pró-eutetóide. (635x).
Diagramas de Equilíbrio x Transformações de Fase Difusionais
- Fases/Microconstituintes encontrados nos Aços -
Ferrita pró-eutetóide é 
aquela formada no 
resfriamento num intervalo 
de temperatura (região d-e) 
acima da linha A1 onde 
encontra-se a reação 
eutetóide (ponto O)
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Transformações de Fase
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Aço eutetóide (0,77%peso de C). Microestrutura Perlítica 
consistindo de lamelas alternadas de ferrita (regiões claras) e 
cementita (finas lamelas delineadas por contornos escuros) . 
(500x).
Diagramas de Equilíbrio x Transformações de Fase Difusionais
- Fases/Microconstituintes encontrados nos Aços -
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Transformações de Fase
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Aço com 1,4%peso de C. Cementita pró-eutetóide ao redor das colônias/grãos de perlita. (1000x).
Diagramas de Equilíbrio x Transformações de Fase Difusionais
- Fases/Microconstituintes encontrados nos Aços -
Cementita pró-eutetóide é 
aquela formada no 
resfriamento num intervalo 
de temperatura (região h) 
acima da linha A1 onde 
encontra-se a reação 
eutetóide (ponto O)
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Transformações de Fase
Metalurgia Física
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Diagramas de Equilíbrio x Transformações de Fase Difusionais
- Fases/Microconstituintes encontrados nos Aços -
Ferrita - α
Solução sólida de carbono em ferro ccc.
Existente até a temperatura de 912ºC. 
A solubilidade do carbono na ferrita é muito baixa (máximo de 0,020% a 727ºC).
forma equiaxial em resfriamento lento (regiões claras) forma de agulhas em resfriamentos mais 
severos - “Ferrita Acicular”
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Transformações de Fase
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Diagramas de Equilíbrio x Transformações de Fase Difusionais
- Fases/Microconstituintes encontrados nos Aços -
Ferro - δ
Solução sólida de carbono em ferro ccc.
Existindo entre 1394 e 1538ºC (fusão do ferro puro).
A solubilidade do carbono no ferro delta atinge o máximo de 0,09%C a 1495ºC. 
A solubilidade máxima de carbono na ferrita δδδδ é um pouco maior que na 
ferrita αααα (0,09 e 0,02%, respectivamente), devido ao fato de que a ferrita 
δδδδ ocorre em temperaturas maiores, em que a agitação térmica da matriz 
de ferro é também maior, apesar do fator de empacotamento não mudar 
da ferrita αααα e δδδδ , favorecendo a maior dissolução do carbono.
131
Transformações de Fase
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Diagramas de Equilíbrio x Transformações de Fase Difusionais
- Fases/Microconstituintes encontrados nos Aços -
Austenita - γ
Solução sólida de carbono em ferro cfc.
Existindo entre as temperaturas de 727 e 
1495ºC, no caso de aços comuns. Na 
presença de elementos estabilizadores da 
austenita, esta pode até ser encontrada a 
temperatura ambiente (p.ex. Aços 
inoxidáveis austeníticos).
Solubilidade máxima de carbono na 
austenita de 2,11% a 1148ºC.
132
Transformações de Fase
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Diagramas de Equilíbrio x Transformações de Fase Difusionais
- Fases/Microconstituintes encontrados nos Aços -
Cementita ou Carboneto de Ferro (Fe3C)
É um carboneto de ferro com estrutura ortorrômbica e de alta dureza. 
A cementita dá origem a um eutetóide de extrema importância no estudo dos aços, a 
perlita.
Pontos escuros
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Transformações de Fase
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Diagramas de Equilíbrio x Transformações de Fase Difusionais
- Fases/Microconstituintes encontrados nos Aços -
Perlita
A perlita é uma mistura de específica de duas 
fases, formada pela transformação da austenita, 
de composição eutetóide, em ferrita e cementita. 
Regiões escuras
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Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais
- Fases/Microconstituintes Encontrados Outras Ligas Metálicas (Pb-Sn)-
135
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais
- Fases/Microconstituintes Encontrados Outras Ligas Metálicas (Pb-Sn) -
Liga Eutética
Microestrutura de uma liga Pb-Sn de composição
eutética, consiste de lamelas alternadas de uma fase
α solução sólida rica em Pb (lamelas escuras) e uma
fase β solução sólida rica em Sn (lamelas claras).
375x.136
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais
- Fases/Microconstituintes Encontrados Outras Ligas Metálicas (Pb-Sn) -
Microestrutura de uma liga 50%Pb-50%Sn), de composição
hipo-eutética, consiste glóbulos/grãos de uma fase α primária
sólida rica em Pb (regiões escuras) e de lamelas alternadas
de uma fase α solução sólida rica em Pb (lamelas escuras) e
uma fase β solução sólida rica em Sn (lamelas claras). 400x.
137
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais
- Efeito da Taxa de Aquecimento/Resfriamento nas Linhas do Diagrama de Equilíbrio de Fases -
c = “chauffage” = aquecimento
r = “refroidissement” = resfriamento
138
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais
- Efeito da Taxa de Resfriamento nas Linhas do Diagrama de Equilíbrio de Fases e 
na Composição das Fases Formadas -
Resfriamento Lento Aumento da Taxa de Resfriamento
139
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais
- Efeito dos Elementos de Liga nos Pontos e Linhas do Diagrama de Equilíbrio de Fases -
Exemplo:
Alterações na temperatura e concentração da reação eutetóide devido a adição de 
elementos de liga substitucionais em ligas de aço
140
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais
- Efeito dos Elementos de Liga nos Campos de Estabilidade da Austenita (Sistema Fe-C) -
Manganês (Mn) Cromo (Cr)
Molibdênio (Mo) Silício (Si)
141
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais
- Efeito dos Elementos de Liga nos Campos de Estabilidade da Austenita e Ferrita (Sistema Fe-C) -
Elementos
estabilizadores
da austenita
(tipo A)
Elementos
estabilizadores
da ferrita
(tipo B)
A-I (campo austenítico 
aberto)
Ni, Mn e Co
A-II (Campo austenítico 
expandido)
C, N, Cu e Zn
B-I (Campo austenítico 
fechado)
Si, Al, Be, P, Ti, V, Mo e 
Cr
B-II (Campo austenítico contraído)
B, S, Ta, Zr e Nb
142
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais
- Efeito dos Elementos de Liga nas Propriedades Mecânicas -
Veremos com mais detalhe ao estudarmos 
precipitação e mecanismo de endurecimento
Efeitos sobre as Propriedades do Aço
Os elementos de liga dissolvidos na austenita
podem atrasar tanto a nucleação como o
crescimento da ferrita e da perlita. Além de
poderem aumentar a dureza da ferrita por
solução sólida ou pela precipitação de
carbonetos, nitretos, carbonitretos, etc.
O segundo dos constituintes básicos dos aços
esfriados lentamente é o carboneto; é conhecida
a influência sobre as propriedades dos aços da
quantidade, assim como da forma e da finura da
dispersão das partículas de carboneto. E a
precipitação de alguns tipos de carbonetos na
forma de partículas finas tem efeito sobre o
atraso na recuperação e recristalização da
austenita, impedimento do crescimento do grão
austenítico e o já citado endurecimento da ferrita.
143
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais
- Efeito da Taxa de Resfriamento na Fração Volumétrica das Fases Formadas -
0,4%C
144
Transformações de Fase
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Perlita grosseira (esquerda) e fina (direita). 3000x.
Transformações de Fase Difusionais
- Efeito da Taxa de Resfriamento na Morfologia das Fases -
Resfriamento mais 
acerelado
Dureza 30 a 40 (HR C)
Resfriamento mais 
lento
Dureza 5 a 20 (HR C)
145
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais
- Fases/Microconstituintes encontrados nos Ferros Fundidos x Taxa de Resfriamento -
Ferros Fundidos:
- Branco
- Cinzento
- Nodular ou Ductil
- Maleável
Efeito em conjunto com a
composição química:
•Maiores %Si faz com que a
fase estável seja a grafita
(C amorfo) em forma de
veios ao invés da cementita
(Fe3C)
•Efeito da temperatura
associado ao %Si faz com
que os veios de grafita se
modifiquem para formas
próximas a arrendadas
•Adição de Mg ou Ce faz
com a que a grafita formada
tenha o formato de nódulos
146
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais
- Diagrama Cu-Zn – Exemplo de Transformação de Ordenação -
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147
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais
- Exemplo de Decomposição Espinoidal -
148
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais
- Aço Inoxidável Ferrítico - Exemplo de Decomposição Espinoidal -
Fenômeno conhecido 
como “fragilização de 
475ºC” que é causado 
pela precipitação de uma 
fase rica em Cr, chamada 
α’ – devido a 
decomposição espinoidal. 
Como inidicado no 
diagrama Fe-Cr, este 
fenômeno é reversível, 
podendo ser eliminado 
pelo aquecimento a, 
aproximadamente, 600ºC 
seguido de resfriamento 
rápido.
Diagrama de 
Equilíbrio de 
Fase Fe-Cr 
(calculado com 
Thermo-Calc)
149
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais x Mistas x Adifusionais
- Efeito da Taxa de Resfriamento nas Reações/Transformações e Propriedades Mecânicas -
A partir de um dado valor de taxa de resfriamento para uma liga metálica de composição
química específica além da modificação na morfologia das fases e propriedades mecânicas
previstas nos diagramas de equilibrio de fases podem se formar novas fases não previstas
nestes diagramas. Onde esta mudança é principalmente devida ao menor tempo disponível
para a difusão dos elementos de soluto em solução sólida na fase que dará origem (fase mãe)
a uma nova fase ou grupos de fases (fase(s) produto), onde o limite de solubilidade do soluto
em questão é menor em uma das fases produto. Devido a isto, diagramas que conjugam as
variáveis “tempo-temperatura-transformação” para uma dada composição química de uma
liga métalica são capazes de melhor expressar todas as possibilidades de fases a ser
formadas e suas respectivas morfologias para uma dada taxa de resfriamento imposta. Estes
diagramas são conhecidos como curvas TTT e se dividem em dois grupos de acordo com o
perfil de resfriamento:
a) ITT (Isothermal Time Transformation): transformação isotérmica – as fases transformam-
se uma dada temperatura.
b) CCT (Continuous Cooling Transformation): transformação por resfriamento contínuo ou
TRC (Transformação em Resfriamento Contínuo) – as fases transformam-se num
intervalo de temperatura durante o resfriamento.
150
Transformações de Fase
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Transformaçõesde Fase Difusionais x Mistas x Adifusionais
- Efeito da Taxa de Resfriamento nas Reações/Transformações e Propriedades Mecânicas -
Distinção de um diagrama ITT e um CCT para uma mesma composição química
Aço 1080 (0,8%C)ITT CCT
Início
Fim
Início
Fim
Nariz ou 
cotovelo da 
curva
Nariz ou 
cotovelo 
da curva
151
Transformações de Fase
Metalurgia Física
Programa de Pós-graduação em Engenharia Metalúrgica
Transformações de Fase Difusionais x Mistas x Adifusionais
- Efeito da Taxa de Resfriamento nas Reações/Transformações e Propriedades Mecânicas -
Curvas TTT
Velocidade
Crítica de 
Resfriamento
Decréscimo 
da taxa de 
resfriamento
Aumento da 
taxa de 
resfriamento
Taxa de 
resfriamento 
extremamente 
lenta
Velocidade Crítica de 
resfriamento é aquela abaixo da 
qual haverá garantia de 
formação (teórica) de 100% de 
martensita (fase/constituinte 
das transformações 
adifusionais)
152
Transformações de Fase
Metalurgia Física
Programa de Pós-graduação em Engenharia Metalúrgica
Transformações de Fase Difusionais x Mistas x Adifusionais
- Efeito da Taxa de Resfriamento nas Reações/Transformações -
153
Transformações de Fase
Metalurgia Física
Programa de Pós-graduação em Engenharia Metalúrgica
Transformações de Fase Difusionais x Mistas x Adifusionais
- Efeito da Taxa de Resfriamento e da Composição química nas 
Reações/Transformações -
Curvas ITT
A = Austenita / P = Perlita / B = Bainita / M = Martensita / C = Cementita / F = Ferrita
154
Transformações de Fase
Metalurgia Física
Programa de Pós-graduação em Engenharia Metalúrgica
Transformações de Fase Difusionais x Mistas x Adifusionais
- Efeito da Taxa de Resfriamento nas Reações/Transformações -
Curvas TTT
Velocidade
Crítica de 
Resfriamento
Decréscimo 
da taxa de 
resfriamento
Aumento da 
taxa de 
resfriamento
Os fatores citados abaixo são os principais 
que podem modificar a posição das curvas 
Tempo-Temperatura-Transformação, p.ex. em 
aços:
• Composição química geral;
• Tamanho de grão de austenita;
• Homogeneidade da austenita
(composicional ao longo do volume do 
grão)
155
Transformações de Fase
Metalurgia Física
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Transformações de Fase Difusionais x Mistas x Adifusionais
- Efeito da Taxa de Resfriamento nas Reações/Transformações -
Curvas TTT
Velocidade
Crítica de 
Resfriamento
Decréscimo 
da taxa de 
resfriamento
Aumento da 
taxa de 
resfriamento
Efeito dos Elementos de Liga: todos os elementos de
liga que são adicionados aos aços, com exceção do
cobalto, deslocam as curvas de início e de fim de
transformação para a direita, ou seja, retardam a
transformação. A explicação para esse
comportamento é a seguinte:
Praticamente todos os elementos de liga se dissolvem
na austenita, isto é, quando o aço se encontra a
temperaturas em que é constituído unicamente de
austenita, os seus elementos de liga se encontram
inteiramente dissolvidos no ferro gama.
Os elementos de liga apresentam, entretanto,
tendência diversa quando, no resfriamento, se acham
na zona crítica; em outras palavras, há uns elementos
que tendem a ficar dissolvidos no ferro sob a forma
alotrópica alfa e há outros elementos que tendem a
formar carbonetos da mesma maneira que o ferro
(vide tabela no próximo slide)
156
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais x Mistas x Adifusionais
- Efeito da Taxa de Resfriamento x Composição nas Reações/Transformações -
Dissolvido na 
Ferrita
Combinado na 
forma de 
Carboneto
Na forma de 
Inclusões Não-
metálicas
Na forma de 
Compostos 
Intermetálicos
Ni
Si SiO2.MxOy
Al Al2O3 AlxNy
Zr ZrO2 ZrxNy
Cu
P
Mn (forte) Mn (fraca) MnS, MnO.SiO2
Cr (forte) Cr (moderada) CrxOy
W (fraca) W (moderada)
Mo (fraca) Mo (moderada)
V (muito fraca) V (forte) VxOy VxNy
Ti (muito fraca) Ti (forte) TixOy TixNyCz, TixNy
Nb (muito fraca) Nb (forte)
Distribuição dos elementos de liga nos aços resfriados 
lentamente
Os elementos de liga, no resfriamento
ao entrarem na zona crítica, procuram se
dispor de acordo com sua tendência,
quer se dissolvendo na ferrita, quer
formando carbonetos/compostos
intermetálicos. Essas reações, tanto
mais numerosas e complexas quanto
maior o número de elementos de liga
presentes requerem, assim, apreciável
tempo para se iniciar também para se
completar, fato esse que ocasionará o
deslocamento das curvas de início e de
fim de transformação para a direita,
atrasando o início e o fim da
transformação da austenita.
A consequência mais importante no retardamento nas transformações, consiste na maior facilidade de
obter, por resfriamento, a estrutura martensítica. Na realidade, conforme os elementos de liga presentes,
pode-se ter formação quase que somente de martensita mesmo no resfriamento lento.
157
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais x Mistas x Adifusionais
- Efeito da Taxa de Resfriamento x Composição nas Reações/Transformações -
Os elementos de liga afetam não somente a
parte isotérmica dos diagramas de
transformação, como também a reação de
formação da martensita. As linhas Mi e Mf
podem ser sensivelmente rebaixadas, a
ponto de, em certos casos, como em aços
cementados (tratamento termoquímico) com
alto teor de carbono e níquel ou cromo em
teores variáveis, não se ter formação
completa da martensita à temperatura
ambiente pelo resfriamento comum, em
virtude da linha Mf ficar localizada abaixo
dessa temperatura. Nas condições, tem-se à
temperatura ambiente um certa quantidade
de “austenita retida” ou “austenita residual”.
Curvas TTT
Velocidade
Crítica de 
Resfriamento
Decréscimo 
da taxa de 
resfriamento
Aumento da 
taxa de 
resfriamento
158
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais x Mistas x Adifusionais
- Efeito da Taxa de Resfriamento x Tamanho de Grão da Austenita nas Reações/Transformações -
Curvas TTT
Velocidade
Crítica de 
Resfriamento
Decréscimo 
da taxa de 
resfriamento
Aumento da 
taxa de 
resfriamento
Em relação ao tamanho de grão da austenita,
verifica-se que quanto maior esse tamanho de
grão tanto mais para a direita são deslocadas as
curvas de início e de fim de transformação, como
conseqüente atraso do início e do fim da formação
da perlita. De fato, o produto da transformação –
perlita – começa a se formar nos contornos de
grãos da austenita; é evidente, então, que se a
austenita apresentar tamanho de grão grande, sua
total transformação levará mais tempo do que se
apresentar tamanho de grão menor.
159
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais x Mistas x Adifusionais
- Efeito da Taxa de Resfriamento x Tamanho de Grão da Austenita nas Reações/Transformações -
Propriedades
Tendências nos Aços Temperados (Produto da Transformação 
Adifusional)
Aços de Austenita Grosseira (nº5 
e acima)
Aços de Austenita Fina (mais fina 
do que nº 5; de 5 a 8)
Endurecibilidade Endurecimento mais profundo Endurecimento menos profundo
Tenacidade à mesma dureza Menos tenazes Mais tenazes
Empenamento Maior Menor
Fissuras de têmpera Mais freqüentes Geralmente ausentes
Fissuras de retificação Mais susceptíveis Menos susceptíveis
Tensões residuais Maiores Menores
Austenita retida Mais Menos
Nos aços recozidos e Normalizados (Produto da Transformação Difusional)
Usinabilidade (Desbaste) melhor (Desbaste) inferior
Usinabilidade (casos especiais) (Acabamento fino) inferior (Acabamento fino)melhor
Trabalhabilidade (casos 
especiais)
Superior Inferior
Efeito do tamanho de grão austenítico sobre certas características dos aços
160
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Difusionais x Mistas x Adifusionais
- Efeito da Taxa de Resfriamento x Homogeneidade da Austenita nas Reações/Transformações -
Exemplo para aços: A homogeneidade da austenita é outro 
fator de influência sobre a posição das curvas do diagrama 
isotérmico. Quanto menos homogênea a austenita, ou seja, 
quanto maior a quantidade de carbonetos residuais ou de 
áreas localizadas ricas em carbono, tanto mais rápido é o 
início da reação de formação da perlita. De fato, os 
carbonetos residuais não dissolvidos atuam como núcleos 
para a reação da perlita, de modo que o início da 
transformação da austenita é acelerado.
161
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Mistas
- Bainíticas-
Por exemplo em aços para uma dada composição química, quando estes
são é resfriados rapidamente para temperaturas abaixo do nariz da curva
ITT e mantido nessa temperatura (ou CCT num intervalo de temperatura
logo abaixo do nariza da curva), ocorre a formação de uma estrutura
denominada bainita, identificada primeiro por Edgar Bain. A bainita é
classificada como superior ou inferior de acordo com a temperatura na
qual é formada. A formação da bainita é um processo misto que envolve
difusão, como ocorre na formação da ferrita e da perlita, e forças de
cisalhamento análogas às observadas nas transformações martensíticas
(adifusionais).
Ela nucleia-se no contorno de grão austenítico e cresce em forma de um
feixe de agulhas paralelas.
162
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Mistas
- Bainita Superior -
• A bainita superior é formada por
finas (0,2 µm de espessura por 10
µm de comprimento) agulhas
(plates) de ferrita, que crescem em
blocos (clusters) chamados de
feixes (sheaves).
• Dentro de cada feixe as agulhas
são paralelas e com idêntica
orientação cristalográfica.
• As agulhas dentro de um feixe são
chamadas de subunidades de
bainita e são separadas por
contornos de baixo ângulo ou por
partículas de cementita.
163
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Mistas
- Bainita Inferior -
• Apresenta microestrutura e características
semelhantes às da bainita superior.
• A diferença mais acentuada é que a
cementita precipita entre as agulhas de
ferrita e dentro das agulhas de ferrita.
Dependendo da temperatura de
transformação e da composição química
do aço, os carbonetos que precipitam na
ferrita nem sempre são de cementita. Em
aços de alto carbono e mais de 1% de
silício, ocorre a precipitação de carboneto
épsilon (com composição variando entre o
Fe2C e o Fe3C).
• Os carbonetos precipitados na bainita inferior são mais finos que os da bainita superior, visto que a
difusão do carbono é menor em temperaturas menores, dificultando o crescimento e o coalescimento
dos carbonetos.
• Tal fato confere à bainita inferior uma maior tenacidade em relação à bainita superior, visto que as
partículas de cementita mais grosseiras da última facilitam a nucleação de trincas.
164
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Mistas
- Cinética e Crescimento da Bainita -
A cinética de nucleação e crescimento da bainita
(superior ou inferior) deve ser considerada em
termos de distintos eventos. As placas (ou
subunidades) nucleiam no contorno de grão da
austenita e crescem em uma certa taxa até o
crescimento ser interrompido pela deformação
plástica causada na austenita adjacente. Novas
placas (ou subunidades) são nucleadas na ponta
da primeira placa e o “feixe” de bainita é formado.
A taxa de crescimento do feixe é menor que as
das placas. A fração volumétrica de bainita
formada dependerá da totalidade de feixes
crescendo em diferentes regiões da amostra. A
precipitação de carbonetos também afeta a
cinética de crescimento da bainita, por remoção
de carbono da austenita ou das placas de ferrita
supersaturadas.
165
Transformações de Fase
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Replica de micrografia de microscopia 
eletrônica de transmissão mostrando a 
estrutura da bainita. Um grão de bainita 
consiste de particulas alongadas e finas 
de Fe3C numa matriz de ferrita. A fase ao 
redor da bainita é martensita.
Transformações de Fase Mistas
- Morfologia da Bainita -
Estruturas bainíticas: Foto 
superior – agulhas de 
bainita em contorno do 
antigo grão austenítico de 
aço 0,4C-1,0Mn-0,3Nb 
transformado parcialmente 
(Nital – 50x); Foto inferior –
bainita nucleada no 
contorno do antigo grão 
austenítico de aço 0,8C-
1,0Mn-0,03Nb 
transformado 
isotermicamente a 550ºC 
(MEV – Nital – 2000x)
166
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Mistas
- Diferenças entre a Formação de Ferrita Acicular e Bainita-
A ferrita acicular e a bainita apresentam essencialmente os mesmos mecanismos de formação. A
diferença é que a bainita nucleia no contorno de grão austenítico e cresce em forma de um feixe de
agulhas paralelas e a ferrita acicular nucleia em inclusões não metálicas e cresce radialmente em
forma de agulhas. As agulhas de ferrita acicular apresentam 1 µm de largura por 10 µm de
comprimento. A analogia entre a bainita e a ferrita acicular é acentuada: a remoção de inclusões por
refusão a vácuo de um aço com ferrita acicular causa a mudança de estrutura para a bainítica. O
fenômeno oposto também ocorre: qualquer método que favoreça a nucleação intragranular faz que a
estrutura mude de bainítica para ferrítica acicular.
167
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Mistas
- Diferenças entre a Morfologia da Ferrita Acicular e Bainita-
Ferrita Acicular
Bainita superior
(50x)
Bainita inferior
(2000x)
168
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Mistas
- Favorecimento na Nucleação de Ferrita Acicular -
Um exemplo para o 
favorecimento na 
nucleação de ferrita 
acicular: o aumento de 
titânio na região de solda 
forma inclusões que 
favorecem a formação 
de ferrita acicular.
169
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Mistas
- Efeito da Composição Química na Transformação Bainítica -
A temperatura de início da formação bainítica (Bi) é
reduzida pela adição de elementos de liga, segundo a
equação empírica:
A adição de deteminados
elementos de liga faz com que as
região de transformação da perlita
e bainita sejam bem distintas,
apresentando duas baias. A
separação entre bainita superior e
bainita inferior na curva ITT não é
clara, pois mesmo em uma
transformação isotérmica é
possível ocorrer as duas formas
de bainita: a bainita superior
forma-se primeiro e a austenita
residual enriquecida de carbono
dá origem, posteriormente, à
bainita inferior .
Um dos elementos mais efetivos é
o boro, mesmo com pequenas
adições (0,002%))(%83)%(%70)(%37)(%90)(%270830)( MoCrNiMnCCB
o
i −−−−−= (% em peso)
170
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Mistas
- Efeito Tamanho de Grão e Homogeneidade da Austenita na Transformação Bainítica-
Alguns estudos em aços de determinadas composições referem que um
menor tamanho de grão austenítico favorece o início da transformação
bainítica, devido a maior oferta de área de contorno para nucleação desta
fase. Porém este assunto é ainda pouco controvérsio, carecendo de muita
pesquisa e critério de análise.
No que diz respeita homogeneidade, a mesma tem o efeito citado
anteriormente para todas as transformações, ou seja, se a região de contorno
de grão estiver empobrecido do(s) elemento(s) de liga que favorecerá(ão) a
transformação bainítica esta ocorrerá com maior dificuldade (incremento da
temperatura para a transformação da bainita superior e inferior junto ao
campo de formação da perlita) ou até mesmo não ocorrerá, e vice-versa.
171
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Transformação Martensítica -
Transformação Não-difusional versus Difusional 
Deslocativa – Não- Difusional
Correspondência atômica preservada.
IPS mudança de forma (estrutura cristalina) com 
uma significante componente cisalhante.
Sem alteração da composição.
Conservativa - Não-difusional – movimentação 
atômica em distancia inferiores ao parâmetro de 
rede.
Reconstrutiva - Difusional
Não há correspondência atômica.
Ausente de componente cisalhante na forma 
transformada (nova estrutura cristalina).
Possível mudança de composição.
Não conservativa – difusional – movimentação atômica 
em distâncias superiores ao parâmetro de rede.
172
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Transformação Martensítica -
Aspectos Cristalográficos da Transformação
Resfriamento Resfriamento
Transformação não difusional – Transformação atérmica!!!
a concentração de átomos de soluto dissolvida na “fase martensítica” é igual à da “fase mãe”
173
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Transformação Martensítica -
Aspectos Cristalográficos da Transformação
Real aspecto cristalográfico da transformação martensítica – transformação de fase 
adifusional com mudança da estrutura cristalina e maclagem em cada núcleo 
formado/crescido dos cristais de martensita.
Deformação (Mudança de forma) da estrutura 
cristalina a partir da (a) “fase mãe” antes da 
transformação, devido a (b) transformação, 
(c) transformação e deslizamento de 
discordância por tensões cisalhantes, ou (d)
transformação e maclagem por tensões 
cisalhantes. (as linhas tracejadas mostram a 
verdadeira mudança de forma) 
Plano de Hábito: é a superfície de interface 
entre a fase mãe e a martensita formada, que 
possuem um relação cristalográfica entre si.
174
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Transformação Martensítica -
Aspectos Termodinâmicos da Transformação
Força Motriz
( )BArtrgtrG c +++∆=∆ 222 2 piσpipi
pir2t ⇒ volume aproximado do cristal “M”,
∆gc⇒ variação da energia livre química por unidade 
de volume
2pir2 ⇒ área aproximada da superfície
σ⇒ energia de interface por unidade de área
A(t/r)⇒ energia de distorção elástica por unidade 
de volume 
B(t/r)⇒ energia de deformação plástica dentro do 
cristal “M” por unidade de volume.
Força Motriz a temperatura “Ms”
(energia de interface austenita-martensita, 
energia de deformação da
Grau de
Sobre-resfriamento
175
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Transformação Martensítica -
Transformação Martensítica Termoelásticas versus Não-termoelásticas
Não Termoelástica
(As–Ms)Fe-Ni = 400ºC
σ e B significativos
Termoelástica
(As–Ms)Au-Cd = 15ºC
σ e B → 0
ArtgtrG c
22 pipi +∆=∆
( )BArtrgtrG c +++∆=∆ 222 2 piσpipi
Ms / Mf – temperatura de início / fim da TM;
As / Af – temperatura de início / fim da TR.
Histerese Térmica
176
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Transformação Martensítica -
Transformação Martensítica Termoelásticas versus Não-termoelásticas
Quando este tipo de transformação ocorre em ligas ferrosas ou aço, os cristais da
“fase martensítica” (M) não continuam a crescer depois de formados.
A transformação continua pela nucleação de novos cristais “M” a partir da
“fase-mãe” (A) remanescente no material, por abaixamento da temperatura.
São então nucleados no sólido cristais individuais “M”, os quais crescem
rapidamente (aproximadamente 1/3 da velocidade de ondas elásticas em sólidos),
mas que não voltam a crescer, ou decrescer por variação da temperatura, ou seja,
trata-se de uma transformação irreversível, “não-termoelástica”.
177
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Transformação Martensítica -
Transformação Martensítica Termoelásticas versus Não-termoelásticas
Nas transformações termoelásticas, uma vez nucleados os cristais “M”, estes
crescem a uma velocidade proporcional à velocidade de resfriamento.
Similarmente, o mesmo se aplica aos cristais “A” no aquecimento.
Assim, as transformações martensíticas termoelásticas são também cruciais na
realização do “efeito de memória de forma – EMF” (“shape memory effect –
SME”), no qual, se se aumentar a temperatura, a martensita torna-se instável, a
“transformação reversa – TR” (“reverse transformation – RT”) ocorre, e se esta
transformação for cristalograficamente reversível, a martensita reverte para a
“fase-mãe” na orientação original.
Estas ligas possuem a alta temperatura (campo da “fase mãe”) uma outra
propriedade única denominada pseudoelasticidade, a qual traz como
conseqüência a capacidade de se obter uma grande recuperação (durante a
descarga) de uma deformação não-linear induzida durante a carga.
178
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Transformação Martensítica Não-Termoelástica versus Termoelástica -
Porque nem toda martensita tem dureza mais elevada que a fase de alta 
temperatura (“fase-mãe”) que a originou?
Martensita com dureza superior a fase-mãe é aquela formada pela 
saturação de átomos intersticiais em uma nova estrutura cristalina do 
solvente formada sem difusão. Ou seja, se a martensita formada só poderá 
ter dureza inferior a da fase-mãe se sua estrutura for composta de átomos 
do solvente e de soluto substitucionais sem a presença de uma solução 
supersaturada de átomos intersticiais.
179
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Transformação Martensítica Não-Termoelástica versus Termoelástica -
Porque os aços e outras ligas passíveis de transformação martensítica não 
apresentam efeito de memória de forma e nem são superelásticas?
Pois são passíveis de transformação martensítica não-termoelástica, ou 
seja, irreversível. Por isso quando a estrutura martensítica é aquecida 
(tratamento térmico de revenimento), a mesma passa por uma série de 
alterações na sua estrutura cristalina/microestrutura devido a processos 
difusionais até que seja atingido o campo de estabilidade da fase-mãe, que 
não terá a mesma orientação cristalina daquela região anterior a 
transformação martensítica.
180
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Transformação Martensítica Não-Termoelásticaversus Termoelástica -
Porque nem toda a austenita após o aquecimento da martensita volta a ter a 
mesma orientação cristalográfica que deu origem a esta martensita? 
Pois a austenita que deu origem a uma martensita não-termoelástica 
acolheu a componente de deformação plástica durante o crescimento dos 
núcleos de martensita. Ou seja, durante a transformação martensítica, a 
austenita que está sendo consumida tem sua densidade de discordância 
alterada na região de interface da transformação, o que faz sua 
cristalografia mudar em termos defeitos e tensões internas associada a 
discordâncias. Assim durante o aquecimento (processo de revenimento) o 
material irá passar por transformações microestruturais associadas a 
processos difusionais, que irão alterar a cristalografia/microestrutura da 
martensita formada (martensita revenida), como também promover a 
formação de precipitados até que atinja-se o campo de estabilidade da 
austenita.
181
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Martensíticas Não-Termoelásticas -
• É uma fase metaestável que aparece com o resfriamento brusco 
da austenita, como resfriando-se uma amostra austenizada em 
água. 
• A transformação ocorre por cisalhamento da estrutura, sem 
difusão. 
• O nome “transformação martensítica” é aplicado às reações no 
estado sólido que ocorrem por cisalhamento sem mudança na 
composição química (difusão) e aparecem em vários sistemas, 
sendo o mais conhecido o ferro-carbono.
182
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Martensíticas Não-Termoelásticas -
Revenimento: O aquecimento da martensita 
permite a reversão do reticulado instável ao 
reticulado estável cúbico centrado, produz 
reajustamentos internos que aliviam as 
tensões e, além disso, uma precipitação de 
partículas de carbonetos que crescem e se 
aglomeram, de acordo com a temperatura e o 
tempo.
Efeito da temperatura de revenido sobre a dureza e a resistência ao 
choque (expressa em valores Charpy) de um aço 1045 temperado.
183
Transformações de Fase
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- Martensíticas Não-Termoelásticas-
184
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Martensíticas Não-Termoelásticas (Exemplo Sistema Fe-C) -
C
a
c %045,01+=
185
Transformações de Fase
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- Martensíticas Não-Termoelásticas (Exemplo Sistema Fe-C) -
186
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Martensíticas Não-Termoelásticas (Exemplo Sistema Fe-Ni) -
187
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Efeito dos Elementos de Liga nas Transformações Martensíticas Não-
Termoelásticas (Exemplo Sistema Fe-C ) -
Influência do manganês e do carbono 
sobre a temperatura Mi de início da 
formação da martensita.
Influência do cromo e do carbono 
sobre a temperatura Mi de início de 
formação da martensita.
Outros exemplos além dos anteriormente apresentados na comparação entre as transformações.
188
Transformações de Fase
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- Efeito dos Elementos de Liga nas Transformações Martensíticas Não-
Termoelásticas (Exemplo Sistema Fe-C ) -
Efeitos causados pela adição de boro:
•Aumenta a temperabilidade em aços hipoeutectóides; não tem efeito em aços eutectóides, e diminui
a temperabilidade em aços hipereutectóides. O aumento na temperabilidade é devido ao retardo na
nucleação da ferrita pró-eutectóide e na transformação bainítica superior.
•Os teores entre 0,0005% a 0,003% proporcionam o máximo efeito na temperabilidade.
•O efeito torna-se menos pronunciado à medida que se aumenta o teor de carbono do aço.
•A austenitização a temperaturas relativamente elevadas ocasiona prejuízo no efeito do boro sobre a
temperabilidade.
•O efeito na temperabilidade aumenta com a diminuição do tamanho de grão austenítico.
•Não influencia nem a faixa de temperatura nem a taxa de formação da martensita, bainita inferior,
ou perlita.
•Certos tratamentos térmicos em aços contendo adição de boro promovem a formação de um
constituinte especial identificado como Fe23(B,C)6.
•Deve-se também ressaltar que pequenas adições de boro melhoram as características de trabalho
a quente dos aços austeníticos e aumentam a resistência à fluência e a ductilidade tanto de aços
austeníticos quanto de ferríticos.
189
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Efeito do Tamanho de Grão e Homogeneidade da Austenita nas Transformações 
Martensíticas Não-Termoelásticas (Exemplo Sistema Fe-C ) -
Os aços com tamanho de grão austenítico grande tendem a apresentar, no resfriamento, estrutura
martensítica mais facilmente do que aço com tamanho menor.
O fato de um tamanho de grão grande facilitar a obtenção de estrutura martensítica pode levar à
conclusão que se deve preferir um aço de granulação grosseira. Essa conclusão é, entretanto,
errônea, visto que os prejuízos de uma granulação grosseira são maiores que as vantagens, como
foi mostrado anterior em tabela descritiva da influencia do tamanho de grão nas propriedades de aço
fruto de transformações difusionais ou adifusionais.
Dada influência do tamanho de grão sobre o comportamento do aço nos tratamentos térmicos e até
mesmo termomecânicos, é importante que se possa controlá-lo. A adição determinados elementos
de liga irão permitir este controle devido a sua precipitação e permanência durante as elevadas
temperaturas de processamento do material (iremos estudar com mais detalhes no futuro).
Os efeitos da homogeneidade da austenita foram apresentados anteriormente, onde o
empobrecimento de elementos de ligas que aumentam a temperabilidade em regiões que
circundam carbonetos e/ou carbonitretos, regiões estas onde a martensita irá se nuclear (contornos
de grão e contornos de agulhas/ripas de martensita) irá promover um decréscimo na temperabilidade
nesta regiões e promover a formação de perlita.
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Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Martensíticas Termoelásticas -
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Transformações de Fase Adifusionais
- Martensíticas Termoelásticas -
Diagrama Temperatura x Tensão em Transformações Martensíticas Termoelásticas
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Transformações de Fase Adifusionais
- Martensíticas Termoelásticas (Exemplo – Sistema Ni-Ti de 49 a 51%Ni) -
R
esfria
m
e
nto
Austenita
(B2)
Cúbica
Martensita
(B19’)
Monoclínica
Fase-R
(R)
Trigonal
Aq
u
ecim
e
nto
B2
Fase-R
B19'
Tensão
σR
Tensão
σM
Temperatura
Constante
A transformação martensítica e a reversível sempre irão 
ocorrer independente da taxa de resfriamento empregada!
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- Martensíticas Termoelásticas (Exemplo – Sistema Ni-Ti de49 a 51%Ni) -
Comportamento
Elástico
Semelhante
a borracha
Superelasticidade
Passível de 
Efeito de 
Memória de 
Forma se 
Aquecido acima 
de Af
Superelasticidade reduzida
+ deformação convencional (sem TM e TR)
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Transformações de Fase Adifusionais
- Martensíticas Termoelásticas (Exemplo – Sistema Ni-Ti de 49 a 51%Ni) -
T
e
n
s
ã
o
Extensão
Apresenta ductilidade apreciável!!!
Td = Temperatura de deformação
Passível de Efeito de Memória de 
Forma se Aquecido acima de Af
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Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Martensíticas Termoelásticas (Exemplo – Sistema Ni-Ti de 49 a 51%Ni) -
T
e
n
s
ã
o
Extensão
Apresenta ductilidade apreciável!!!
Td = Temperatura de deformação
Passível de Efeito de Memória de 
Forma se Aquecido acima de Af
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Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Martensíticas Termoelásticas (Exemplo – Sistema Ni-Ti de 49 a 51%Ni) -
T
e
n
s
ã
o
Extensão
Td = Temperatura de deformação
Comportamento Elástico
Semelhante a borracha
Apresenta ductilidade apreciável e 
recuperação da forma parcial com a 
remoção da carga!!!
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Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Martensíticas Termoelásticas (Exemplo – Sistema Ni-Ti de 49 a 51%Ni) -
T
e
n
s
ã
o
Extensão
Apresenta ductilidade apreciável e recuperação da 
forma com a remoção da carga!!!
Td = Temperatura de deformação
Superelasticidade
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Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Martensíticas Termoelásticas (Exemplo – Sistema Ni-Ti de 49 a 51%Ni) -
T
e
n
s
ã
o
Extensão
Apresenta ductilidade apreciável e recuperação 
da forma parcial com a remoção da carga!!!
Td = Temperatura de deformação
Superelasticidade reduzida
+ deformação convencional (sem TM e TR)
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Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Martensíticas Termoelásticas (Exemplo – Sistema Ni-Ti de 49 a 51%Ni) -
Aspectos Microestruturais da Martensita Termoelástica
200
Transformações de Fase
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Transformações de Fase Adifusionais
- Martensíticas Termoelásticas (Exemplo – Sistema Ni-Ti de 49 a 51%Ni) -
Faixa de Dureza da Martensita e da Austenita
Martensita Austenita