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Aços & Ligas | Aços e Ferros Fundidos | Aços-carbono e Aços-liga

07 - Efeito dos elementos de liga na faixa de temperaturas de formação da martensita

Esses efeitos podem ser considerados sob dois pontos de vista:

 

- influência nas temperaturas de início e de fim de formação da martensita;

 

- influência sobre a dureza da martensita.

 

Quanto ao primeiro efeito – sobre as temperaturas de início e de fim da formação da martensita – observe as figuras 31 e 32, que mostra como os elementos de liga manganês e cromo podem abaixar as temperaturas da reação martensítica, a ponto de evitar sua formação total. Dentre os elementos que podem estar presentes nos aços, o carbono é o que apresenta a influência mais acentuada. Seguem-se, aparentemente, o manganês, o cromo, o níquel, o molibdênio, o tungstênio. O cobalto aumenta a temperatura de início de formação da martensita. Os efeitos do vanádio e do titânio são discutíveis (117). Quanto à influência sobre a temperatura de fim de formação da martensita, aparentemente é a mesma por parte dos vários elementos de liga indicados. A distância entre as temperaturas Mi e MF varia desde cerca de 160 graus C até cerca de 245 graus C, sendo a maior para os elementos de tendência mais forte no snetido de diminuir a temperatura MF, isto é, manganês, cromo e níquel (117).

 

 

 

 Fig. 31 – Influência do manganês e do carbono sobre a temperatura Mi de início da formação de martensita.

 

 Fig. 32 – Influência do cromo e do carbono sobre a temperatura Mi de início de formação de martensita.

 

 

 

A temperatura de fim de formação da martensita é muito importante, pois representa a eliminação total da austenita, de modo que se houver condições para a mesma não ser atingida, ficará certa quantidade de austenita retida. Mesmo em aços-carbono, com teor desse elemento acima de 0,55%, alguma austenita permanece retida, sobretudo na presença de níquel, manganês e cromo, podendo nestes casos o carbono ser até mesmo inferior (116). No reaquecimento do aço a uma temperatura conveniente, essa austenita pode transformar-se, de acordo com a tendência de transformação isotérmica do aço. Pode-se evitar a retenção da austenita por um resfriamento sub-zero, o que, entretanto, exige conhecimento exato da temperatura Mf, e pode causar tensões internas muito severas, ou mesmo o aparecimento de fissuras. Geralmente, quando a quantidade de austenita retida é pequena, não se verificam efeitos apreciáveis nas propriedades, embora aparentemente os limites de elasticidade e de escoamento sejam ligeiramente diminuídos. Para quantidades maiores de austenita retida, 10% a 20% (116), a transformação subseqüente em bainita da faixa inferior, durante o revenido não produz modificações ou, em alguns casos, melhora a resistência, a ductilidade e a tenacidade. Entretanto, o revenido a temperaturas mais elevadas, produzindo a bainita superior ou a perlita, produz efeitos prejudiciais.

 

O segundo efeito mencionado – sobre a dureza da martensita – deve também ser levado em consideração, pois ao contrário do que se acredita geralmente, os elementos de liga – outros que o carbono – exercem uma influência endurecedora na martensita, o que pode ser demonstrado por experiências realizadas por Vilella, Aborn, Price e Wyche, dos laboratórios de Pesquisas da United States Steel Corp.(116), em ligas Fe-Cr com apenas 0,02% de carbono. Os resultados estão resumidos na figura 114.

 

O mesmo efeito endurecedor de elementos de liga foi observado em aços com 0,35% de carbono, com teores variáveis de cromo e de molibdênio (116).

 

De qualquer modo, convém não esquecer que o carbono é o elemento fundamental no que diz respeito às propriedades da martensita.

 

 Fig. 114 – Dureza martensítica numa série de ligas Fe-Cr com 0,02% de carbono, mostrando-se, para efeitos comparativos, a dureza no estado recozido. 

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