Decomposição da Austenita

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Decomposição da Austenita e Curvas TTT
Discente: João Marcelo Fernandes Gualberto de Galiza
Matrícula: 20180053910
Um aço resfriado muito lentamente a partir do campo austenítico apresentará, à temperatura ambiente, uma ou mais fases ferrita, perlita e cementita.
Se o resfriamento da região austenítica for muita rápida, aparecerão outros constituintes metaestáveis, como a bainita e a martensita.
Para estudar a formação desses constituintes utiliza-se as curvas TTT (temperatura, tempo e transformação)
Dependerá do teor de carbono.
Resfriamento não lento = resfriando-se diretamente com água.
Bainita e Martensita não são previstas pelo diagrama de fases ferro-cementita
A transformação da Austenita
Pode ocorrer:
 Por difusão;
 Por cisalhamento ;
 Ou por mistura dos dois mecanismos.
Cisalhamento: fenômeno de deformação ao qual um corpo está sujeito quando as forças que sobre ele agem provocam um deslocamento em planos diferentes, mantendo o volume constante. É praticamente instantâneo, envolvendo apenas a deformação da rede cristalina.
Difusão: lento e envolve a movimentação e rearranjo dos átomos para formar uma nova fase
Ferrita
Forma-se por difusão, nucleando preferencialmente nos contornos de grão da austenita.
Com o aumento da taxa de resfriamento a ferrita passa a nuclear também no interior do grão austenítico, formando a ferrita de Widmanstätten intragranular.
Perlita
A reação eutetóide, em aços, produz uma microestrutura característica chamada perlita. A perlita não é uma fase, e sim uma mistura de duas fases (ferrita e cementita), que ocorrem sob a forma de lamelas paralelas.
A perlita nucleia preferencialmente nos contornos de grão de austenita homogênea. Porém, quando a austenita apresenta gradientes de concentração de carbono ou partículas dispersas, a nucleação da perlita ocorre também no interior do grão austenítico.
Esse ultimo parágrafo começa a ideia de Mehl
Curvas ITT
A formação da ferrita e da perlita são processos difusionais, nos quais ocorrem nucleação e crescimento.
A curva obtida é chamada ITT (Isothermal Time Transformation).
 Apresenta constituintes não previstos no diagrama Ferro-Cementita como a Bainita e a Martensita.
Se resfriarmos bruscamente uma amostra de um aço eutetóide desde 1000 ºC (região austenítica) até uma temperatura T1 abaixo de 727 ºC, haverá a formação da perlita. Obviamente, essa transformação não será instantânea, pois, como o processo é difusional, haverá um tempo de incubação para os átomos se rearranjarem e formarem os primeiros núcleos de perlita.
Após o aparecimento dos núcleos, estes começarão a crescer e a austenita vai se transformando em perlita rapidamente . Finalmente, os nódulos de perlita tocam-se e esse impedimento físico faz que a transformação ocorra mais lentamente em sua forma final
Ocorre a temperatura constante
Bainita
Ocorre quando um aço carbono é resfriado rapidamente para temperaturas abaixo do nariz da curva ITT e mantido nessa temperatura, ocorrendo a formação de uma estrutura denominada bainita.
Bainita superior: formada por finas ripas de ferrita com cementita precipitada no contorno das ripas
Bainita inferior: as relações de orientação entre a ferrita e a cementita são variáveis. Formada em regiões próximas à da martensita e apresenta-se na forma lenticular.
Lenticular = forma de agulha
Em aços carbono é difícil separar as regiões da bainita e da perlita, porém nos aços ligados essas regiões são bem mais distintas.
Perlita degenerada = região do nariz da curva ITT (perlita -> bainita) onde a perlita começa a perder sua geometria lamelar característica
Martensita
Fase metaestável que aparece com o resfriamento brusco da austenita. A transformação ocorre por cisalhamento da estrutura, sem difusão.
Aspectos termodinâmicos da formação da martensita:
 Para temperaturas menores que Te: A austenita se torna instável, favorecendo a formação de perlita (menor energia livre total);
 Se o resfriamento for lento, haverá tempo para difusão e a estrutura formada será perlítica.
 Se o resfriamento for brusco, haverá uma tendência a formar uma fase metaestável (a martensita) se a temperatura for inferior a temperatura de início de formação da martensita.
Solução sólida supersaturada de carbono em ferro tetragonal de corpo centrado (TCC) 
Para que a austenita se transforme em martensita é necessário abaixar a temperatura da amostra (muita das vezes abaixo de 0°C)
tcc- forma distorica do ferro cubico de corpo centrado (ccc)
É uma solução sólida supersatura de carbono (não se forma por difusão), todo o carbono permanece intersticial, podendo transformar-se em outras estruturas por difusão quando aquecida
Servem para acompanhar a formação dos constituintes que se deseja estudar. Representam Temperatura, Tempo e Transformação e são subdivididas em:
 ITT - Isotermal, Time, Transformation;
 CCT – Continuous Cooling Transformation.
Curvas TTT
As transformações de fase implicam a formação de novas fases, normalmente com densidades diferentes da fase original, e isto ocasiona “contração” ou “expansão” da amostra por diferenças estruturais, as quais são detectadas
2. Transformação por resfriamento contínuo
As curvas são obtidas com o dilatômetro (mede a variação do comprimento da amostra em função da dilatação ou contração térmica e da transformação de fase)
O aço é austenizado – temperatura de modo que sua estrutura seja totalmente austenítica. Na temperatura TA, a amostra tem comprimento LA.
Curvas ITT
Quando a mostra é resfriada bruscamente, ela se contrai e passa a apresentar comprimento L_L1
Após um certo período, a amostra começa a se transforma em perlítica , com um aumento progressivo de volume.
Quando a amostra adquire um comprimento estável L_F1, após um tempo, é porque a transformação austenita -> perlita terminou. 
Repetimos o procedimento para outras temperaturas
Quando se penetra nas regiões de transformação martensitica, as reações são praticamente instantâneas e a expressão tempo de transformação perde o sentido.
Para se utilizar as curvas ITT, existem duas regras básicas:
 Ao se caminhar por linhas paralelas ao eixo dos tempos ocorrem transformações por difusão (irreversíveis) mesmo que se passe posteriormente pela região martensítica.
 A martensita só é formada se houver austenita disponível, e a reação é completada depois da temperatura ser levada abaixo de Mp nos diagramas.
Curvas CCT
As transformações dos aços nos processos industriais ocorrem majoritariamente por resfriamento contínuo e não isotermicamente.
A (FORNO) = Perlita grossa 
B (AR) = Perlita + fina (+ dura que a anterior) 
C (AR SOPRADO) = Perlita + fina que a anterior 
D (ÓLEO) = Perlita + martensita 
E (ÁGUA) = Martensita
A maioria dos tratamentos térmicos para os aços envolve o resfriamento contínuo de uma amostra até a temperatura ambiente
Na indústria as transformações ocorrem geralmente com resfriamento contínuo