Transformação de fases

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Fundamentos dos materiais de construção
10 – Transformação de fases
Universidade Federal de Santa Maria – UFSM
Departamento de Engenharia de Produção e Sistemas
Curso de Engenharia de Produção
Prof. Cristiano J. Scheuer
ONDE ESTAMOS?
 Diagrama de fases.
 Transformação de fases.
 Materiais metálicos ferrosos.
 Produção do ferro e aço.
• 2ª Avaliação:
ROTEIRO DA AULA
• Introdução.
• Diagramas de transformações isotérmicas.
• Diagramas de transformação por resfriamento contínuo.
• Estados metaestáveis vs. estados de equilíbrio.
• Martensita revenida.
OBJETIVOS DA AULA 10
• Interpretação do diagrama de transformação isotérmica.
• Interpretação do diagrama de transformação por resfriamento contínuo.
INTRODUÇÃO
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 291. 
ESTADOS METAESTÁVEIS vs.
ESTADOS DE EQUILÍBRIO
• Transformação de fases  T, pressão e composição química.
• T por tratamento térmico  maneira mais eficiente.
• Resfriamento em condições de equilíbrio  taxa de resfriamento.
• Diagrama de fases não indica o tempo para completar transformação.
• Retardo nas transformações  super-resfriamento e super-aquecimento.
• Microestrutura metaestável  intermediária entre estado inicial e equilíbrio.
• Analisar o efeito do tempo sobre as transformações.
DIAGRAMA DE 
TRANSFORMAÇÕES 
ISOTÉRMICAS
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 304. 
DIAGRAMA DE 
TRANSFORMAÇÕES 
ISOTÉRMICAS
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 304. 
• Formação da Perlita (entre 540 a 727°C):
DIAGRAMA DE 
TRANSFORMAÇÕES 
ISOTÉRMICAS
• Formação da Perlita:
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 305 e 306. 
DIAGRAMA DE 
TRANSFORMAÇÕES 
ISOTÉRMICAS
• Formação da Perlita:
 Composição química ≠ do eutetóide (hipoeutetóide).
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 306. 
DIAGRAMA DE 
TRANSFORMAÇÕES 
ISOTÉRMICAS
• Formação da Perlita:
 Composição química ≠ do eutetóide (hipereutetóide).
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 306. 
DIAGRAMA DE 
TRANSFORMAÇÕES 
ISOTÉRMICAS
• Formação da Bainita (entre 215 a 540°C):
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 307. 
DIAGRAMA DE 
TRANSFORMAÇÕES 
ISOTÉRMICAS
• Cementita globulizada:
 Aço perlítico ou bainítico aquecido por t (18 a 24 h) e T (700°C) suficiente.
 Transformação sem mudança na composição química e proporção de a e Fe3C.
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 308. 
DIAGRAMA DE 
TRANSFORMAÇÕES 
ISOTÉRMICAS
• Martensita:
 Forma-se sob condições de resfriamento rápido (têmpera).
 Fase fora do equilíbrio não aparece no diagrama Fe-Fe3C.
 Transformação adifusional taxa de transformação é independente do tempo.
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 309. 
Austenita retida
DIAGRAMA DE 
TRANSFORMAÇÕES 
ISOTÉRMICAS
• Martensita:
Fonte: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921509399002889 . 
DIAGRAMA DE 
TRANSFORMAÇÕES 
ISOTÉRMICAS
• Martensita:
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 310 e 311. 
Aços carbono Aços liga
DIAGRAMA DE 
TRANSFORMAÇÕES POR 
RESFRIAMENTO CONTÍNUO
• Condições de tratamentos térmicos ≠ das previstas pelo diagrama TTT.
• Condições de resfriamento contínuo  alteração no diagrama TTT.
• Diagrama de transformação por resfriamento contínuo (TRC).
DIAGRAMA DE 
TRANSFORMAÇÕES POR 
RESFRIAMENTO CONTÍNUO
• Diagrama de transformação por resfriamento contínuo (TRC).
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 313 e 314. 
DIAGRAMA DE 
TRANSFORMAÇÕES POR 
RESFRIAMENTO CONTÍNUO
• Diagrama de transformação por resfriamento contínuo (TRC).
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 315. 
MARTENSITA REVENIDA
• Propriedades da martensita.
• Efeito do tratamento térmico de revenimento.
 Condições de realização do revenimento.
• Propriedades da martensita revenida.
MARTENSITA REVENIDA
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 320 e 321. 
MARTENSITA REVENIDA
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 321. 
MARTENSITA REVENIDA
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 322. 
O QUE É IMPORTANTE 
LEMBRAR?
• Interpretação dos diagramas isotérmicos e resfriamento contínuo.
• Microestruturas no sistema Fe-C.
 Perlita.
 Bainita.
 Cementita globulizada (esferoidizada).
 Martensita.
 Martensita revenida (ferrita + cementita).
REFERÊNCIAS 
► Capítulo 10 – Transformação de fases.
→ Páginas: 303 – 323.
• CALISTER, W.D.; RETHWISCH, D.G. Ciência e
engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed.
São Paulo: Editora LTC, 2012.