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ID
1240336
Banca
FUNCAB
Órgão
SESAU-RO
Ano
2009
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Considere duas chapas de aço-carbono,A e B, de mesma composição química e com 0,30% de carbono, ambas com 25mm de espessura. A chapa A foi colocada em um forno a 1200ºC por 5 horas e resfriada ao ar tranquilo, enquanto a chapa B foi colocada em um outro forno a 900ºC por 1 hora e também resfriada ao ar tranquilo. Do centro dessas chapas foram extraídos diversos corpos de prova para ensaio de impacto Charpy. Todos os corpos de prova foram extraídos das chapas segundo a mesma orientação em relação à direção de laminação e foram ensaiados em diversas temperaturas objetivando determinar as curvas de transição dúctil-frágil do aço nas chapas A e B. A análise das curvas de transição obtidas deve mostrar o seguinte:

Alternativas
Comentários
  • O aço da chapa A possui uma microstituinte do tipo perlita grosseira, devido ao tratamento térmico realizado,onde o tempo de aquecimento foi elevado, possibilitando a sua formação. Esse microstituinte apresenta uma melhor ductibilidade, portanto são mais tenazes e consequentemente apresentam uma maior temperatura de transição dúctil-frágil. Já o aço B pelo tempo de aquecimento ser menor (1h) e o meio de resfriamento (Ar) lento, possibilita a formação de um microstutura perlita fina, que é mais resistente, menos dúctil e portanto,menos tenaz. 

  • Pessoal, a temperatura de transição de A é maior porque a temperatura de austenização deste foi maior que B, o que gerou grãos maiores que impactam nas curvas de resfriamento. O tempo maior garantiu um aumento de grão ainda maior para este. Mas independente do tempo, se os dois fossem submetidos ao mesmo tempo A teria a temperatura de transição maior que B por causa da temperatura de austenização.

    O motivo disso é que ao austenizar por mais tempo e em temperaturas mais elevadas, as curvas de transformação do gráfico CCT e TTT são jogadas para a direita, pois essas condições favorecem ao aparecimento de martensita. Em outras palavras, independente da equação de Hall-Petch, que fala que quanto menores os grãos maior a dureza, neste caso no resfriamento as microestruturas não serão iguais e a que ficou a temperaturas mais elevadas e/ou maiores tempos de austenização, terão microestruturas mais duras e distintas da microestrutura que ficou em austenização por menos tempo e em temperatura mais baixa.

  • Quando falamos em materiais metálicos 3 pontos são importantíssimos: Temperatura, Pressão e Composição. No caso apresentado, a composição e a pressão são as mesmas, diferindo somente na temperatura  e no tempo (outro fator importantíssimo quando se fala em tratamento térmico). O material A ficou exposto a uma temperatura maior e por um tempo 5x maior que o material B. Isso confere ao material A além de um grão maior, um processo difusional mais intenso onde há formação de perlita mais grosseira (o carbono da ferrita se difusiona para a cementita em maior quantidade). Este processo confere ao material A uma maior temperatura de transição dúctil-frágil quando comparado ao material B que possui uma estrutura perlítica mais fina e por conseguinte maior dureza e resistência mecânica.

  • Deve-se observar o seguinte:

    1: o aço da chapa A foi aquecido à uma maior temperatura e permanceu nesta por mais tempo. Isso significa dizer que houve tempo o suficiente para maior recristalização e crescimento de grãos

    2: o aço B foi menos aquecido e passou menos tempo à essa temperatura. Logo, os grãos formados foram mais finos.

    Dito isto, pode-se concluir que o aço A apresenta ferrita + perlita grosseira, de maior tamanho. Isso faz com que ele exiba um comportamento mais frágil e, portanto, maior temperatura de transição. O oposto ocorre com o aço B, que possui a mesma composição mas com grãos de perlita mais refinados. Grãos mais finos fazem com que o aço seja mais tenaz e mais duro, portanto, tendo maior resistência mecânica e exibindo temperatura de transição bem menor.