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ENG06638-Introdução à engenharia metalúrgica 
Nestor Cezar Heck / UFRGS – DEMET 
 
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7 - O Tempo e a Temperatura 
 
7-1 A questão do tempo 
 
Como vimos, uma liga Fe-C com a composição eutetóide (7,6%C) à temperatura de 790°C 
apresenta integralmente a fase austenita. Se ela for resfriada abaixo da temperatura de 727°C, a 
austenita se transformará em cementita e ferrita, formando uma microestrutura totalmente perlítica. 
Isso, porém, não será instantâneo. O tempo que essa ou outra transformação de fase leva para 
acontecer depende principalmente de dois fatores: da criação de pequenos sítios das novas fases 
(núcleos) e da velocidade com que os átomos se movimentam na rede cristalina para ‘construir’ as 
novas fases – ou seja, do tempo de nucleação e crescimento, Figura 7-1. 
 
 
Figura 7-1:. Fração do material transformado em novas fases em função do tempo 
 
 
Figura 7-2: Tamanho e número de colônias da perlita em função do tempo e do ∆T abaixo da 
temperatura de 727°C 
 
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Dependendo de quão abaixo da temperatura de 727°C o material foi resfriado, teremos 
microestruturas bastante diferentes: para baixas temperaturas a perlita será fina e, para altas, será 
grosseira. As propriedades mecânicas da perlita fina são melhores que as da grosseira! 
A Figura 7-2 ajuda-nos a compreender o fenômeno: em temperaturas elevadas a força motriz 
para que o material se transforme é baixa (nucleação longa), mas uma vez estabelecidos os núcleos, a 
velocidade de crescimento é elevada (pois os átomos se movimentam mais velozmente em 
temperaturas elevadas). Para temperaturas baixas é o contrário e, nas temperaturas moderadas, temos 
um caso intermediário entre os dois vistos. Os resultados estão condensados na Tabela 7-I. 
 
Temperatura: Baixa Média Alta 
Nucleação: Alta Moderada Baixa 
Crescimento: Lento Moderado Rápido 
Resultado: Muitos 
núcleos, 
pequenos 
Número 
moderado 
de núcleos 
médios 
Poucos 
núcleos, 
grandes 
 Tabela 7-I: Efeito da temperatura na nucleação e crescimento de novas fases 
 
7-2 A cinética 
 
O estudo da influência do tempo nas transformações está enquadrado no que chamamos de 
cinética. A fração de austenita transformada em perlita em função do tempo pode ser descrita, por 
exemplo, com o auxílio da equação de Avrami: ( )nKtX −=− exp1 
ou, sob a forma linearizada: 
 tnK
X
lnln
1
1lnln +=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
− 
onde X é a fração transformada (que varia de 0 a 1 ou de 0 a 100%), K e n são parâmetros de ajuste e t 
é o tempo. 
 Os parâmetros obtidos do ajuste dos dados experimentais à equação permite caracterizar a 
transformação e, assim, dar uma base para a comparação com outras transformações, ou com a 
mesma transformação em outras temperaturas. 
 
7-3 Muito além da perlita ... 
 
Os efeitos do tempo e da temperatura não se restringem à modificações entre a perlita fina e a 
perlita grosseira. Dependendo da velocidade de refriamento da liga Fe-C com 0,67%C, inicialmente 
austenítica, podemos ter uma gama de outras microestruturas, das quais vale a pena salientar: a 
martensita e a bainita, Figura 7-3. Se a velocidade de resfriamento for muito elevada, teremos a 
primeira delas; senão, a segunda. As propriedades dessas microestruturas são muito diferentes. A 
martensita é dura e frágil, enquanto que a bainita, ao contrário, é tenaz. As duas têm aplicações 
práticas interessantes: uma lima (ferramenta) é basicamente martensítica enquanto que uma corda de 
piano é bainítica! 
Além dessas, a liga ainda pode apresentar outras microestruturas: se aquecermos a 
martensita durante um certo tempo ou a perlita durante muito tempo (aproximadamente um dia!) em 
temperaturas adequadas, especialmente escolhidas, teremos a martensita revenida e a esferoidita, 
Figura 7-4. A martensita revenida ainda é dura, mas ganha tenacidade e a esferoidita, por sua vez, 
tem maior tenacidade que a perlita, mas menor dureza que ela. 
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Figura 7-3: Diagrama esquemático mostrando as principais microestruturas de uma 
liga Fe-C com 0,67%C, inicialmente austenítica, em função da 
temperatura e do tempo de resfriamento (sem escala) 
 
 
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Figura 7-4: Diagrama esquemático mostrando as transformações nas microestruturas 
de uma liga Fe-C com 0,67%C, inicialmente martensítica e perlítica, em 
função da temperatura e do tempo de resfriamento (sem escala)