Trabalho de Tecnologia de Matériais

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RESOLUÇÃO 
PARTICIPANTES DO GRUPO: 
DIOGO ANTONIO SPERANDIO XAVIER – 7º Período 
IGOR MEIRA BONFIM – 7º Período 
ISAIAS DE OLIVEIRA BESSA – 7º Período 
JOSHUA DA VITORIA JANDOSO – 7º Período 
SICILIA MARQUES GIACOMAZZA – 7º Período 
 
Questão 1 - Com relação ao processo de recozimento, responder: 
a. Qual é a força motriz para a recristalização? 
A força motriz para a recristalização é a diferença na energia interna entre o 
material tensionado e o não tensionado. A energia interna está na forma de 
energia de deformação associada a deslocamentos. 
b. Qual é a força motriz para o crescimento de grão? 
Como o objetivo é sempre gastar menos energia, a força motriz para o 
crescimento dos grãos é justamente a redução da energia de contorno de grão, 
de forma que a razão da área total de contorno de grão pelo volume do grão 
diminua. 
Questão 2 - Defina e exemplifique os seguintes tipos de imperfeições cristalinas: 
a. Defeitos pontuais 
Associados a um ponto na rede cristalina envolvendo um ou dois átomos, como: 
Lacunas ou vacâncias: Definidos por vazios na rede cristalina; 
Defeito simples correspondente a um átomo em uma posição na rede cristalina. 
As lacunas podem ser decorrentes de um processo de cristalização imperfeito 
durante a solidificação do cristal ou como resultado das vibrações atômicas pela 
elevação da temperatura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Perturbação causada pela lacuna 
Átomos em solução sólida: Intersticial ou substitucional; 
Defeitos de Schottky e defeitos de Frenkel (sólidos iônicos); 
 
b. Discordâncias 
 Associados a uma direção, podem ser de origem térmica, mecânica e 
supersaturação de defeitos pontuais. Esse defeito é responsável pela 
deformação, falha e ruptura dos materiais. 
São caracterizadas pelos vetores de Burger e de linha que fornecem a magnitude 
e a direção de distorção da rede. Corresponde à distância de deslocamento dos 
átomos ao redor da discordância. 
 Aresta ou Cunha: Envolve um semi-plano extra de átomos, o vetor de Burger 
é perpendicular à direção da linha da discordância. Envolve zonas de tração 
abaixo e de compressão acima da linha do defeito; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Helicoidal ou Espiral: Produz distorção na rede. O vetor de Burger é paralelo 
à direção da linha de discordância; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
c. Defeitos planares e volumétricos 
Envolvem fronteiras (defeitos em duas dimensões) e normalmente separam 
regiões dos materiais de diferentes estruturas cristalinas ou orientações 
cristalográficas, tipo: 
Superfície externa: Os átomos não estão completamente ligados em sua 
superfície. O estado de energia dos átomos na superfície é maior que o do 
interior do cristal. 
Contornos de grão: Corresponde à região que separa dois ou mais cristais de 
orientação diferente. 
Inclusões: presença de impurezas; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Inclusões de óxido de cobre em cobre de alta pureza (99,26%) laminado a frio 
e recozido a 800ºC 
Precipitados: São aglomerados de partículas cuja composição difere da matriz; 
 
Fases: Formam-se devido à presença de impurezas ou elementos de liga 
(Ocorre quando o limite de solubilidade é ultrapassado); 
 
 
 
 
Microestrutura composta por veios de grafita sobre uma matriz de perlítica. Cada 
grão de perlita, por sua vez, é constituído por lamelas alternadas de duas fases: 
ferrita (ferro alfa) e de cementita. 
Porosidade: Origina-se devido à presença ou formação de gases. 
 
 
 
 
 
 
 
Contornos de Macla (Twin Boundaries): É um tipo especial de contorno de 
grão. Os átomos de um lado do contorno são imagens especulares dos átomos 
do outro lado do contorno. Ela ocorre em um plano definido e em uma direção 
específica, dependendo da estrutura cristalina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aparecimento geralmente associado com a presença de tensões térmicas e 
mecânicas e impurezas. 
 
 
 
 
Questão 3 - Descreve três mecanismos para aumento da resistência do material 
e como estas técnicas se correlacionam com as discordâncias: 
Restringir ou impedir o movimento de discordâncias confere maior dureza e mais 
resistência a um material. E é baseado nisso que todas as técnicas de aumento 
de resistência dependem. 
Aumento de resistência por redução do tamanho de grão: O contorno atua como 
uma barreira à continuação do deslocamento. Os planos de escorregamento são 
descontínuos e mudam de posição ao atravessarem o contorno. Os contornos 
dificultam a movimentação de discordâncias e, por conta disso, aumentam os 
limites de resistência do material. 
Aumento de resistência por solução sólida: Consiste na formação de ligas com 
átomos de impurezas que entram quer em solução sólida substitucional, quer em 
solução sólida intersticial. Os metais com pureza elevada são quase sempre 
mais macios e mais fracos do que as ligas compostas pelo mesmo metal de 
base. O aumento da concentração de impurezas resulta num consequente 
aumento no limite de resistência à tração e no limite de escoamento. A maior 
resistência das ligas, quando comparadas aos metais puros, se dá por conta da 
presença do átomo estranho á rede, tanto para o caso substitucional quando 
intersticial. Este é o caso do carbono no ferro puro. 
Encruamento: Encruamento é o fenômeno pelo qual um metal dúctil se torna 
mais duro e mais resistente quando ele é submetido a uma deformação plástica. 
Também chamado de endurecimento por trabalho. Pelo fato de a temperatura 
em que a deformação é efetuada ser fria em relação a temperatura absoluta de 
fusão do metal, também é chamada de trabalho a frio. A maioria dos metais 
encrua a temperatura ambiente. Com base na teoria de discordâncias, a 
evidência é de que o aumento da deformação gera mais discordâncias e este 
aumento de discordâncias dentro do metal gera uma dificuldade de 
escorregamento destas, resultando assim no aumento de resistência e dureza. 
O encruamento é utilizado frequentemente para aprimorar as propriedades 
mecânicas de metais durante seus procedimentos de fabricação. 
 
 
 
Questão 4 - Defina qual o objetivo, temperatura de aplicação e como é realizado, 
dos seguintes tipos de recozimento: 
a. Recozimento para alívio de tensões (qualquer liga metálica) 
 As tensões internas da estrutura do aço decorrem de várias causas. Durante 
processo de solidificação, a região da superfície do aço se resfria com velocidade 
diferente da região do núcleo. Essa diferença dá origem a grãos com formas 
também diferentes entre si, o que provoca tensões na estrutura do aço. Também 
surgem tensões nos processos de fabricação a frio, ou seja, em temperatura 
ambiente. Quando se prensa uma peça, os grãos de sua estrutura, que estavam 
mais ou menos organizados, são deformados e empurrados pelo martelo da 
prensa. Textura irregular devido ao resfriamento desigual. Também surgem 
tensões nos processos de fabricação a frio, ou seja, em temperatura ambiente. 
Quando se prensa uma peça, os grãos de sua estrutura, que estavam mais ou 
menos organizados, são deformados e empurrados pelo martelo da prensa. Na 
laminação, os grãos são comprimidos uns contra os outros e apresentam 
aparência de grãos amassados. Em ambos os casos, isto é, na laminação e no 
forjamento, os grãos deformados não têm a mesma resistência e as mesmas 
qualidades mecânicas dos grãos normais. 
É necessário recozer o material para aliviar suas tensões, surgidas na 
solidificação e nos trabalhos de deformação a frio, soldagem ou usinagem. No 
recozimento, a peça é aquecida lentamente no forno até uma temperatura abaixo 
da zona crítica, por volta de 570ºC a 670ºC, no caso de aços-carbono. Sendo 
um tratamento subcrítico, a ferrita e a perlita não chegam a se transformar em 
austenita. Portanto, aliviam-se as tensões sem alterar a estrutura do material. 
Após um período que varia de uma a três horas, a partir do início do processo, o 
forno é desligado e a peça é resfriada no próprio forno. Esse processoé 
conhecido como recozimento subcrítico. 
b. Recozimento para recristalização (qualquer liga metálica) 
O objetivo do recozimento para recristalização e o de eliminar o encruamento 
gerado pela deformação à frio, na temperatura de recozimento não podem 
 
 
 
ocorrer transformações de fase, o resfriamento deve ser lento ao ar ou ao forno. 
Utilizado durante procedimentos de fabricação que exigem extensa deformação 
plástica. As peças são aquecidas a temperaturas na faixa de 600- 650 ºC, e 
mantidas nesta temperatura por uma hora ou mais. 
c. Recozimento para homogeneização (para peças fundidas) 
O objetivo do recozimento para homogeneização é o de melhorar a 
homogeneidade da microestrutura de peças fundidas, na temperatura de 
homogeneização não devem ocorrer transformações de fase e o resfriamento 
deve ser lento ao ar ou ao forno. Temperaturas entre 1050o C e 1200 o C (acima 
da linha crítica). Tem como objetivo amolecer o aço e regenerar sua 
microestrutura apagando tratamentos térmicos anteriores 
d. Recozimento total ou pleno (aços) 
A finalidade deste tratamento é restaurar as propriedades alteradas por um 
tratamento mecânico ou térmico anterior, ou refinar/homogeneizar estruturas 
brutas de fusão. Constitui no aquecimento do aço acima da zona crítica, durante 
o tempo necessário e suficiente para se ter solução do carbono ou dos elementos 
de liga no ferro gama, seguindo de um resfriamento lento, realizado ou mediante 
o controle da velocidade de resfriamento do forno ou desligando-se o mesmo e 
deixando que o aço resfrie ao mesmo tempo que ele. A temperatura para 
recozimento pleno é de mais ou menos 50ºC acima do limite superior da zona 
crítica - linha A3 - para aços hipoeutetóides e acima do limite inferior - linha A1 - 
para os hipereutetóides. Para estes aços, não se deve ultrapassar a linha 
superior Acm porque, no resfriamento lento posterior, ao ser atravessada 
novamente essa linha, formar-se-ia nos contornos dos grãos de ausência um 
invólucro contínuo e frágil de carboneto. Os microconstituintes que resultam do 
recozimento. 
 
 
 
 
 
 
Questão 5 - Usando o diagrama de transformação isotérmica para uma liga 
ferro-carbono com composição eutetóide conforme gráfico abaixo, determine a 
microestrutura final (em termos somente dos microconstituintes presentes e das 
porcentagens aproximadas) de uma pequena amostra que tenha sido submetida 
aos tratamentos tempo-temperatura a seguir. Para cada caso, suponha que a 
amostra estivesse inicialmente a 760°C (1400°F) e que ela foi mantida nessa 
temperatura durante tempo suficiente para atingir uma estrutura totalmente 
austenítica e homogênea. 
 
 
Diagrama de transformações isotérmicas completo para uma liga ferro-carbono com composição eutetoide: A, 
austenita; B, bainita; M, martensita; P, perlita. 
 
 
 
 
a. Resfriamento rápido até 700°C (1290°F), manutenção por 104 s e então 
resfriamento rápido até a temperatura ambiente. 
Lembrando que estamos saindo da temperatura de 760°C (1400 F) e que 
possuímos uma austenita homogênea, como mencionado no enunciado. 
Então, ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 700°C, ficaremos 
totalmente na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 104 s, entraremos na região entre a curva 
vermelha e a curva azul, que é a região onde temos uma mistura de Austenita e 
Perlita. Podemos considerar que cerca de 50% da austenita se converta em 
perlita. 
Aplicando a Têmpera (resfriamento rápido) até a temperatura ambiente, 
cruzaremos a temperatura Ms e os 50% de austenita são totalmente convertidos 
em martensita. 
A microestrutura resultante será de 50% perlita grossa e 50% de martensita. 
 
b. Reaquecimento da amostra na parte (a) até 700°C (1290°F), e 
manutenção por 20 h. 
Agora estamos saindo da temperatura ambiente e aquecendo a amostra abaixo 
da temperatura eutetóide durante um longo período de tempo. 
A partir da literatura, sabemos que este procedimento forma a cementita 
globulizada, também conhecida como esferoidita. 
Com as informações dadas podemos considerar que a microestrutura resultante 
será de 100% esferoidita. 
 
c. Resfriamento rápido até 600°C (1110°F), manutenção desta temperatura 
por 4s, resfriamento rápido até 450ºC (840ºF), manutenção desta temperatura 
por 10 s, e então resfriamento rápido até a temperatura ambiente. 
Ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 600°C, ficaremos totalmente 
na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 4 s, podemos dizer que cerca de 50% da 
austenita se converterá na estrutura perlita. 
 
 
 
O resfriamento rápido até 450°C não altera nada e ainda teremos 50% de perlita 
e 50% de austenita. O relógio então reinicia para a austenita que ainda pode ser 
transformada. 
Mantendo essa condição por 10 s converterá cerca de 50% da austenita 
restante em bainita. Como 50% de 50% é 25%, teremos nesta 
condição, 25% de austenita, 25% de bainita e 50% de perlita. 
Aplicando a Têmpera (resfriamento rápido) até a temperatura ambiente, 
cruzaremos a temperatura Ms e os 25% de austenita são totalmente convertidos 
em martensita. 
A microestrutura resultante será de 50% perlita, 25% de martensita e 25% de 
bainita. 
 
d. Resfriamento rápido até 400°C (750°F), manutenção nessa temperatura 
durante 2 s, e então têmpera até a temperatura ambiente. 
Saindo da temperatura de 760°C (1400 F) em que possuímos uma austenita 
homogênea, como mencionado no enunciado. 
Então, ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 400°C, ficaremos 
totalmente na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 2 s, ainda teremos 100% de austenita. 
Aplicando a Têmpera (resfriamento rápido) até a temperatura ambiente, 
cruzaremos a temperatura Ms e os 100% de austenita são totalmente 
convertidos em martensita. 
A microestrutura resultante será de 100% martensita. 
 
e. Resfriamento rápido até 400°C (750°F), manutenção nessa temperatura 
durante 20 s, e então têmpera até a temperatura ambiente. 
Saindo da temperatura de 760°C (1400 F) em que possuímos uma austenita 
homogênea, como mencionado no enunciado. 
Então, ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 400°C, ficaremos 
totalmente na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 20 s converteremos cerca de 40% da 
austenita em bainita. 
 
 
 
Aplicando a Têmpera (resfriamento rápido) até a temperatura ambiente, 
cruzaremos a temperatura Ms e os 60% de austenita restantes são totalmente 
convertidos em martensita. 
A microestrutura resultante será de 60% martensita e 40% bainita. 
 
f. Resfriamento rápido até 400°C (750°F), manutenção por 200 s e então 
têmpera até a temperatura ambiente. 
Saindo da temperatura de 760°C (1400 F) em que possuímos uma austenita 
homogênea, como mencionado no enunciado. 
Então, ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 400°C, ficaremos 
totalmente na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 200 s converteremos cerca de 100% da 
austenita em bainita. 
Aplicando a Têmpera (resfriamento rápido) até a temperatura ambiente, 
cruzaremos a temperatura Ms, porém isso não irá influenciar em nada já que não 
temos mais qualquer austenita que pudesse ser transformada em martensita. 
Portanto: 
A microestrutura resultante será de 100% bainita. 
 
g. Resfriamento rápido até 575°C (1065°F), manutenção desta temperatura 
por 20 s, resfriamento rápido até 350ºC (600°F), manutenção desta temperatura 
por 100 s, e então têmpera até a temperatura ambiente. 
Saindo da temperatura de 760°C (1400 F) em que possuímos uma austenita 
homogênea, como mencionado no enunciado. 
Então, ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 575°C, ficaremos 
totalmente na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 20 s converteremoscerca de 100% da 
austenita em perlita fina por se tratar de uma temperatura mais baixa. 
O resfriamento adicional até 350°C, a manutenção por 100 s e a têmpera 
posterior não influenciarão na transformação pois uma vez que não temos mais 
austenita, não poderemos transformar em nada. 
A microestrutura resultante será de 100% perlita fina. 
 
 
 
h. Resfriamento rápido até 250°C (480°F), manutenção nessa temperatura 
durante 100 s, e então têmpera em água até a temperatura ambiente. 
Reaquecimento até 315ºC (600ºF) e manutenção desta temperatura por 1 h, 
seguido pelo resfriamento lento até a temperatura ambiente. 
Saindo da temperatura de 760°C (1400 F) em que possuímos uma austenita 
homogênea, como mencionado no enunciado. 
Então, ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 250°C, ficaremos 
totalmente na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 100 s ainda teremos cerca de 100% da 
austenita e a têmpera posterior transforma tudo em martensita. 
O reaquecimento a 315°C e a manutenção por 1 h não convertem a martensita 
novamente em austenita. Como não temos mais austenita, a curva não é útil 
para nós. 
Com o reaquecimento, o processo converte a fase metaestável da martensita 
nas fases de equilíbrio da ferrita e da cementita. 
Portanto, a microestrutura final seria de martensita 100% temperada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 6 - Para o diagrama de fases do sistema Pb-Sn, responda as questões 
a seguir: 
 
a. Qual a composição e a temperatura do sistema representado no ponto 1 
do diagrama? Quantas e quais são as fases presentes? Faça esboços das 
microestruturas. 
 
A composição e temperatura do sistema no ponto 1 serão, respectivamente: 
 
𝑇1 = 300° 
→ 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑠𝑖çã𝑜 40% 𝑆𝑛 (%𝑚á𝑠𝑠𝑖𝑐𝑎) 
→ 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑠𝑖çã𝑜 55% 𝑆𝑛 (%𝑎𝑡ô𝑚𝑖𝑐𝑎) 
 
Fase presente: apenas uma, que é a liquida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
b. Indique no diagrama o ponto que representa uma liga de composição 70% 
atômica de Sn a 250°C. Faça esboços das microestruturas. 
 
 
 
 
 
 
 
c. Indique no diagrama o ponto que representa uma liga de composição 30% 
atômica de Sn a 250°C. Faça esboço das microestruturas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
d. Descreva o que ocorre quando se resfria uma liga de composição e 
temperatura iniciais indicadas pelo ponto 1 até o estado indicado pelo ponto 3, 
passando pelo ponto 2; suponha que o processo seja realizado em condições de 
equilíbrio termodinâmico. 
Para cada um dos pontos 1, 2 e 3: 
Faça esboços das microestruturas presentes na liga. 
Especifique quais são as fases presentes. 
Determine aproximadamente a composição de cada uma das fases presentes 
(% em massa). 
Determine aproximadamente as frações relativas, em massa, das fases 
presentes. 
 
Ponto 1: 40% de Sn e fase totalmente liquida a 300°C 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ponto 2: Fases α + L a 200°C 
 
Composições das fases (% em massa): 
Fase α ~ 18% de Sn 
Fase liquida ~ 57% de Sn 
Frações relativas das fases (% em massa): 
Fase α → 𝑤𝛼 =
𝐶𝐿−𝐶0
𝐶𝐿−𝐶𝛼
= (
57−40
57−18
) ∙ 100 ≅ 43% 
Fase liquida ~ 57% 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ponto 3: Fases α + β a 150 °C. 
Composições das fases (% em massa): 
Fase α (eutética e pró-eutética) ~ 10% de Sn 
Fase β ~ 98% de Sn 
Frações relativas das fases (% em massa): 
Fase α (eutética e pró-eutética) → 𝑤𝛼 =
𝐶𝛽−𝐶0
𝐶𝛽−𝐶𝛼
= (
98−40
98−10
) ∙ 100 ≅ 66% 
Fase β → 𝑤𝛽 =
𝐶0−𝐶𝛼
𝐶𝛽−𝐶𝛼
= (
40−10
98−10
) ∙ 100 ≅ 34% 
 
 
 
 
 
 
 
Fase α eutética e Fase β ordenadas numa estrutura de camadas 
(microestrutura eutética) 
 
 
 
e. Repita o solicitado no item d), para um resfriamento realizado em 
equilíbrio termodinâmico do estado inicial indicado pelo ponto 4, passando pelo 
ponto 5, até o estado final indicado pelo ponto 6. 
 
Ponto 4: 80% de Sn e fase totalmente liquida a 300°C 
 
 
 
 
 
Ponto 5: Fases β+L a 200º C 
 
Composições das fases (% em massa): 
Fase β ~ 97,9% de Sn 
Fase liquida ~ 73% de Sn 
Frações relativas das fases (% em massa): 
Fase β → 𝑤𝛽 =
𝐶0−𝐶𝐿
𝐶𝛽−𝐶𝐿
= (
80−73
97,9−73
) ∙ 100 ≅ 28% 
Fase liquida ~ 72% 
 
 
 
Ponto 6: Fases α+β a 200º C 
 
Composições das fases (% em massa): 
Fase α ~ 10% de Sn 
Fase β (eutética e pró-eutética) ~ 98% de Sn 
Frações relativas das fases (% em massa): 
Fase α → 𝑤𝛼 =
𝐶𝛽−𝐶0
𝐶𝛽−𝐶𝛼
= (
98−80
98−10
) ∙ 100 ≅ 20% 
Fase β (eutética e pró-eutética) ~ 80% 
 
 
 
 
 
 
Fase α e Fase β eutética ordenadas numa estrutura de camadas 
(microestrutura eutética) 
 
 
 
f. Repita o solicitado no item d), para um resfriamento realizado em 
equilíbrio termodinâmico do estado inicial indicado pelo ponto 7 até o estado final 
indicado pelo ponto 8. 
 
Ponto 7: 
Fase α ~ 14% Sn 
 
 
 
 
 
Ponto 8: 
 
Composições das fases (% em massa): 
Fase α ~ 10% de Sn 
Fase β (eutética e pró-eutética) ~ 98% de Sn 
Frações relativas das fases (% em massa): 
Fase α → 𝑤𝛼 =
𝐶𝛽−𝐶0
𝐶𝛽−𝐶𝛼
= (
98−14
98−10
) ∙ 100 ≅ 95,5% 
Fase β (eutética e pró-eutética) ~ 4,5% 
 
 
 
g. Identifique a temperatura do patamar eutético e especifique a composição 
das fases (% em massa) nele presentes. 
 
O patamar eutético se encontra na temperatura de 183ºC. 
As fases presentes na liga, em qualquer posição do patamar eutético, e suas 
respectivas composições (% em massa) são: 
Fase líquida: 61,9% Sn 
Fase α: 18,3% Sn 
Fase β: 97,8% Sn 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 7 - Usando o diagrama de transformação isotérmica para um aço 
contendo 0,45%p C, conforme figura abaixo, determine a microestrutura final 
(em termos somente dos microconstituintes presentes) de uma pequena amostra 
que tenha sido submetida aos tratamentos tempo-temperatura a seguir. Para 
cada caso, suponha que a amostra estivesse inicialmente a 845°C (1550°F) e 
que ela foi mantida nessa temperatura durante tempo suficiente para atingir uma 
estrutura totalmente austenítica e homogênea. 
 
 
Diagrama de transformação isotérmica para uma liga ferro-carbono contendo 
0,45%p C: A, austenita; B, bainita; F, ferrita proeutetoide; M, martensita; P, 
perlita. 
 
 
 
 
a. Resfriamento rápido até 250°C (480°F), manutenção por 103 s e então 
têmpera até a temperatura ambiente. 
 
Ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 250°C e mantivermos essa 
condição por 10³ s, cruzaremos a temperatura Ms e a austenita será totalmente 
convertida em martensita. 
A microestrutura resultante será de 100% martensita. 
 
b. Resfriamento rápido até 700°C (1290°F), manutenção por 30 s e então 
têmpera até a temperatura ambiente. 
Ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 700°C, ficaremos totalmente 
na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 30 s entraremos na zona que constitui uma 
mistura de Austenita+Ferrita. 
Aplicando a Têmpera (resfriamento rápido) até a temperatura ambiente, 
cruzaremos a temperatura Ms e a austenita restante será transformada em 
martensita. 
A microestrutura resultante será de Ferrita proeutetóide e martensita. 
 
c. Resfriamento rápido até 400°C (750°F), manutenção por 500 s e então 
têmpera até a temperatura ambiente. 
Ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 400°C, ficaremos totalmente 
na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 500 s, podemos dizer que de 100% da 
austenita se converterá na estrutura bainita. 
Aplicando a Têmpera (resfriamento rápido) até a temperatura ambiente, 
cruzaremos a temperatura Ms e porém, como não há mais austenita, nada 
acontecerá. 
A microestrutura resultante será de 100% de bainita. 
 
 
 
 
d. Resfriamento rápido até 700°C (1290°F), manutenção nessa temperatura 
durante 105 s e então têmpera até a temperatura ambiente. 
Ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 700°C, ficaremos totalmente 
na zona A queindica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 105 s, a partir da literatura, sabemos que 
este procedimento forma a cementita globulizada, também conhecida como 
esferoidita. 
Aplicando a Têmpera (resfriamento rápido) até a temperatura ambiente, 
cruzaremos a temperatura Ms e porém, como não há mais austenita, nada 
acontecerá. 
A microestrutura resultante será de 100% esferoidita. 
 
e. Resfriamento rápido até 650°C (1200°F), manutenção nessa temperatura 
durante 3 s, resfriamento rápido até 400°C (750°F), manutenção por 10 s e então 
têmpera até a temperatura ambiente. 
Ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 650°C, ficaremos totalmente 
na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 3 s entraremos na zona de mistura 
contendo Austenita+Perlita. Contendo também ferrita residual. 
A austenita restante é resfriada rapidamente até 400°C e mantida assim 
por 10 s entrando na região de mistura contendo Austenita+Bainita. 
Após a tempera, a austenita se transforma em martensita, obtemos, portanto, a 
seguinte microestrutura: 
Ferrita, perlita, bainita e martensita. 
 
f. Resfriamento rápido até 450°C (840°F), manutenção por 10 s e então 
têmpera até a temperatura ambiente. 
Ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 450°C, ficaremos totalmente 
na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 10 s entraremos na zona de mistura 
contendo Austenita+Bainita. 
 
 
 
Aplicando a Têmpera (resfriamento rápido) até a temperatura ambiente, 
cruzaremos a temperatura Ms, e a austenita que não se transformou 
anteriormente em bainita, será transformada em martensita. 
A microestrutura resultante será de bainita e martensita. 
 
g. Resfriamento rápido até 625°C (1155°F), manutenção por 1 s e então 
têmpera até a temperatura ambiente. 
Ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 625°C, ficaremos totalmente 
na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 1 s entraremos na zona de mistura 
contendo Austenita+Perlita e ferrita residual. 
Aplicando a Têmpera (resfriamento rápido) até a temperatura ambiente, 
cruzaremos a temperatura Ms, e a austenita que não se transformou 
anteriormente em perlita, será transformada em martensita. 
A microestrutura resultante será de ferrita, perlita e martensita. 
 
h. Resfriamento rápido até 625°C (1155°F), manutenção nessa temperatura 
durante 10 s, resfriamento rápido até 400°C (750°F), manutenção nessa 
temperatura durante 5 s e então têmpera até a temperatura ambiente. 
Ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 625°C, ficaremos totalmente 
na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 10 s toda a austenita será transformada em 
uma parte de ferrita residual e a maior parte de perlita. 
O resfriamento a 400°C e a manutenção por 5 s não convertem surtem efeito, 
pois não há mais austenita para ser transformada. 
A tempera também não possui efeito de transformação. 
Portanto, a microestrutura final seria de Ferrita e perlita. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 8 - Para os itens (a), (c), (d), (f) e (h) do Problema 7, determine as 
porcentagens aproximadas dos microconstituintes formados. 
• Resfriamento rápido até 250°C (480°F), manutenção por 103 s e então 
têmpera até a temperatura ambiente. 
Ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 250°C e mantivermos essa 
condição por 103 s, entraremos cruzaremos a temperatura Ms e a austenita 
será totalmente convertida em martensita. 
A microestrutura resultante será de 100% martensita. 
 
• Resfriamento rápido até 400°C (750°F), manutenção por 500 s e então 
têmpera até a temperatura ambiente. 
Ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 400°C, ficaremos totalmente 
na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 500 s, podemos dizer que de 100% da 
austenita se converterá na estrutura bainita. 
Aplicando a Têmpera (resfriamento rápido) até a temperatura ambiente, 
cruzaremos a temperatura Ms e porém, como não há mais austenita, nada 
acontecerá. 
A microestrutura resultante será de 100% de bainita. 
 
• Resfriamento rápido até 700°C (1290°F), manutenção nessa temperatura 
durante 105 s e então têmpera até a temperatura ambiente. 
Ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 700°C, ficaremos totalmente 
na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 105 s, a partir da literatura, sabemos que 
este procedimento forma a cementita globulizada, também conhecida como 
esferoidita. 
Aplicando a Têmpera (resfriamento rápido) até a temperatura ambiente, 
cruzaremos a temperatura Ms e porém, como não há mais austenita, nada 
acontecerá. 
A microestrutura resultante será de 100% esferoidita. 
 
 
 
 
• Resfriamento rápido até 450°C (840°F), manutenção por 10 s e então 
têmpera até a temperatura ambiente. 
Ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 450°C, ficaremos totalmente 
na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 10 s entraremos na zona de mistura 
contendo Austenita+Bainita. 
De acordo com a análise do gráfico podemos dizer que 
aproximadamente, 60% da austenita se transformou em bainita. 
Aplicando a Têmpera (resfriamento rápido) até a temperatura ambiente, 
cruzaremos a temperatura Ms, e a austenita que não se transformou 
anteriormente em bainita, será transformada em martensita. 
A microestrutura resultante será de 60% bainita e 40% martensita. 
 
• Resfriamento rápido até 625°C (1155°F), manutenção nessa temperatura 
durante 10 s, resfriamento rápido até 400°C (750°F), manutenção nessa 
temperatura durante 5 s e então têmpera até a temperatura ambiente. 
Ao resfriarmos rapidamente até a temperatura de 625°C, ficaremos totalmente 
na zona A que indica que teremos 100% de austenita. 
Se mantivermos essa condição por 10 s toda a austenita será transformada em 
uma parte de ferrita residual e a maior parte de perlita. 
O resfriamento a 400°C e a manutenção por 5 s não convertem surtem efeito, 
pois não há mais austenita para ser transformada. 
A tempera também não possui efeito de transformação. 
Para saber as porcentagens, podemos calcular as frações em massa usando a 
regra da alavanca. Como o aço possui 0,45% de Carbono, temos que a 
porcentagem de ferrita será: 
𝑊𝐹𝑒 =
0,76 − 𝐶𝑂
0,76 − 0,022
=
0,76 − 𝐶𝑂
0,76 − 0,022
∴ 𝑊𝐹𝑒 = 0,4189 𝑜𝑢 41,89% 
𝑊𝑝 =
𝐶𝑂 − 0,022
0,74
=
0,45 − 0,022
0,74
∴ 𝑊𝑝 = 0,5784 𝑜𝑢 57,84% 
Portanto, a microestrutura final seria de 41,89% Ferrita e 57,84% perlita. 
 
 
 
Questão 9 - Comente os principais fatores que afetam a curva TTT e explique 
como eles impactam no deslocamento da curva. 
Comente os principais fatores que afetam a curva TTT e explique como eles 
impactam no deslocamento da curva. 
Composição química: Quanto maior o teor e o número dos elementos de liga, 
mais numerosas e complexas são as reações. Todos os elementos de liga, com 
exceção do cobalto deslocam as curvas para a direita, retardando as 
transformações 
Tamanho do grão da austenita: As curvas TTT são influenciadas pelo tamanho 
dos grãos, quanto maior o tamanho de grão mais para a direita a curva se 
deslocará. Pela formação da perlita se iniciar no contorno do grão, o tamanho do 
grão grande dificulta sua formação. Logo tamanho de grão grande favorece a 
formação da martensita. Dentre os motivos que deve se evitar tamanho de grão 
da austenita muito grande pois diminui a tenacidade, gera tensões residuais, 
além de ser mais fácil de empenar e ocorrer fissuras. 
Homogeneidade da austenita: Quanto maior a quantidade de carbonetos 
residuais ou áreas localizadas ricas em carbono, mais rápido é o início da reação 
de formação de perlita 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
CALLISTER, W. MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERINGAn Introduction. 
New York – NY, 1991. Disponível em 
<http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/6739/mat
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Acessado em 20 de abril de 2021. 
 
CEFET-RJ. Desordem Atômica nos Sólidos Imperfeições Cristalinas. Rio de 
Janeiro. Disponível em <http://www.cefet-
rj.br/attachments/article/2928/Aula_05.pdf> Acessado em 20 de abril de 2021. 
 
IFSul. DISCORDÂNCIAS E MECANISMOS DE AUMENTO DA RESISTÊNCIA. 
Rio Grande do Sul. Disponível em 
<http://static.sapucaia.ifsul.edu.br/professores/pedrini/DISCORD%C3%82NCIA
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ANCIA.pdf> Acessado em 20 de abril de 2021. 
 
Centro Universitário Cesmac (CESMAC). TRATAMENTO TÉRMICO - AULA 03, 
Notas de aula de Análise Térmica. Maceió. Disponível em < 
https://www.docsity.com/pt/tratamento-termico-aula-03/4762985/> Acessado em 
21 de abril de 2021. 
 
CANALE, L. TEMPERABILIDADE. São Paulo. Disponível em 
<https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/3629506/mod_resource/content/1/Aul
a%2012%20Temperabilidade%20Laura.pdf> Acessado em 21 de abril de 2021.