Curvas tempo temperatura transformação-T. T. T. e curvas C. C. T Curvas tempo temperatura transformação-T.T.T. e curvas C.C.T. continuous cooling transformation

Características gerais dessas curvas Cada curva T.T.T. é específica para determinado aço de composição conhecida. Nas ordenadas temos as temperaturas de aquecimento. As temperaturas máximas de interesse vão até a região da austenita (Fe γ-C.F.C.) que em geral é a estrutura de partida dos tratamentos térmicos. Nas abscissas correspondem os tempos decorridos para a transformação da austenita em outras estruturas em escala logaritmica. Associa as estruturas formadas no aço em questão em função da velocidade de resfriamento (considera o efeito cinético, a variável tempo) . Convergem para as estruturas indicadas no diagrama de equilíbrio sempre que as taxas de resfriamento forem lentas.

Diagrama de equilíbrio Fe - C

Curvas T.T.T. construção: Bain e Davenport 1930

Curva T.T.T. para um aço com 0,77% de carbono

Curva T.T.T. para um aço eutetoide (0,77% de “C”), mostrando a transformação isotérmica de austenita para perlita

Processo de resfriamento lento a partir da austenita para um aço eutetoide: Recozimento (estrutura: perlita)

Diferença de aspecto entre a perlita grossa e a perita fina

Novas estruturas nos aços Bainita:Se formam a partir da decomposição isotérmica da austenita instável entre o cotovelo da curva T.T.T. e a isoterma Mi de inicio de formação de martensita São dispersões submicroscópicas de carboneto de ferro e ferrita (Fe α) com aspecto acicular. Ao lado em cima bainita superior Ao lado embaixo bainita inferior.

Resfriamento isotérmico para um aço eutetóide para formação de Bainita: Austêmpera

Aspecto da Bainita após preparo micrográfico no aço austemperado

Região de formação de perlita e de bainita para um aço eutetoide (0,77% C)

Novas estruturas nos aços Martensita: para subresfriamentos da austenita instável a temperaturas abaixo de Mi (por volta de 300ºC) surge o constituinte martensita A transformação ocorre a partir da austenita e independe do fator tempo, no entanto, o resfriamento deve ser rápido o bastante de tal forma que a austenita não se transforme antes em outra estrutura. É uma solução super saturada de carbono no ferro α de aspecto acicular e de reticulado tetragonal

Resfriamento rápido para obtenção de martensita em um aço eutetóide: Têmpera

Aspecto da martensita após preparo micrográfico no aço temperado

Velocidade insuficiente de têmpera: Estrutura: Martensita e perlita

Estrutura de um aço eutetóide temperado com velocidade insuficiente de têmpera: Perlita (escura) e martensita (acicular)

Região de formação de martensita nas curvas T.T.T.

Diversas curvas de resfriamento e as respectivas estruturas formadas para um aço eutetoide

Microestruturas obtidas para um aço eutetóide para diferentes velocidades de resfriamento

Curva TTT esquemática para um aço hipoeutetoide: presença da ferrita primária

Posição no diagrama de equilíbrio que corresponde as curvas TTT de um aço hipoeutetoide.

Curva T.T.T. para um aço hipereutetoide (1,13% de C)

Posição no diagrama de equilíbrio que corresponde as curvas TTT de um aço hipereutetoide.

Curvas T.T.T. para aços hipoeutetoides contendo baixo carbono (esquerda) e médio teor de carbono (direita)

Curvas T.T.T. para um aço liga contendo molibdênio mostrando os dois cotovelos típicos dessas ligas

Fatores que afetam as curvas T.T.T. Quanto maior o teor de carbono e de elementos de liga no aço (com exceção do Co) mais para a direita se deslocam as curvas, facilitando a têmpera. Quanto maior o tamanho de grão da austenita antes do resfriamento mais para a direita se deslocam as curvas facilitando a têmpera.As transformações iniciam nos contornos de grão .No entanto o aumento do tamanho de grão prejudica as propriedades do aço Quanto mais homogênea a austenita (sem partículas de carboneto impurezas etc...) mais para a direita se deslocam as curvas T.T.T. facilitando a têmpera. Em geral quanto mais alta a temperatura de aquecimento e quanto maior o tempo de permanência mais homogênea a austenita

Curvas C.C.T. para resfriamento contínuo sobrepostas as curvas TTT para resfriamento isotérmico Muitos tratamentos térmicos são feitos com resfriamento contínuo o que gera um pequeno desajuste nas curvas TTT que como vimos são construídas a partir de um resfriamento isotérmico As curvas CCT ficam um pouco abaixo e a direita das TTT sendo construída até o cotovelo apenas.

Curva de resfriamento contínuo (CCT) em vermelho e isotérmico (TTT)em preto

Efeito da seção da peça sobre a velocidade de resfriamento

Curvas de temperabilidade dos aços 1040, 4140, 4340, 5140 e 8640 Curvas de temperabilidade dos aços 1040, 4140, 4340, 5140 e 8640. Diferentes composições químicas, mas todos com 0.4%C

Curvas de resfriamento de uma peça sobre um diagrama de resfriamento contínuo