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MR6120 – Materiais Metálicos
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Aula 6 – Diagramas TTT
Como avaliar a velocidade de transformação da austenita?
Diagramas de transformação isotérmica da austenita ou TTT
(Temperatura-Tempo-Transformação)

“limite” para formação de perlita fina
A redução de temperatura de transformação leva a redução da
difusão do carbono, diminuindo a distância de difusão e levando
a formação de perlita fina.

~200 s
~2000 s
~100 s
~800 s
Abaixo de 550°C, a formação de
perlita é cineticamente impedida,
e ocorre a formação de BAINITA,
microestrutura composta por
partículas de carboneto
(~Fe3C) e ferrita.

Se o resfriamento for suficientemente rápido para impedir a
difusão de qualquer átomo presente no aço, a transformação da
austenita deve se dar sem difusão...
Célula CFC parcial
(note a “semelhança” com o CCC)
Duas células unitárias CFC de Fe puro

Transformação sem difusão do Fe puro
CFC em CCC
Transformação MARTENSÍTICA

A presença de carbono nos interstícios da austenita dificulta a
formação da estrutura CCC...
Esta estrutura é
Tetragonal de
Corpo Centrado
(TCC) e é uma
solução sólida
supersaturada de C
no Fe
Esta fase
metaestável é
chamada de
MARTENSITA

Mi ou Ms: temperatura de início de transformação martensítica

Perlita
mecanismo de endurecimento:
partículas (de Fe3C) dispersas
Micrografias de E.C. Bain e H. W. Paxton. Alloying elements in steel. ASM, 1966, p. 27-40

Perlita e/ou bainita
Microestrutura
composta por
mistura de bainita e
perlita fina

bainita
martensita
solução sólida supersaturada de C no Fe
de estrutura cristalina TCC

Parâmetros de reticulado (em nm)
austenita:
ao = 0,3555 + 0.0044x(%C)
martensita:
a = 0,28664 - 0,0013x(%C)
c = 0,28664 + 0,0166x(%C)
para aço com 0,5%C,
volume austenita (B) = 0,0229 nm³
volume martensita (C) = 0,0239 nm³
5,4% de aumento de volume na têmpera!
Consequências:
Geração de tensões residuais.
Risco de empenamentos.
Risco de trincas de têmpera
(sempre intergranulares).

C. A. D. Rodrigues et al. DESENVOLVIMENTO DO AÇO INOXIDÁVEL SUPERMARTENSÍTICO
MICROLIGADO AO NIÓBIO. 60 Congresso Internacional Anual da ABM – 25 a 28 de julho de 2005 – Belo
Horizonte.

Influência
de
diferentes
microestruturas
e
do
teor
de
carbono
na
dureza
de
aços
ao
carbono
em água
Quanto
maior a %C,
maior a
chance de
retida!

Se
o
aço
não
for
eutetóide
há
transformação
da
austenita
acima
do
patamar
eutetóide!
1,13%C

Na prática,
tratamentos
isotérmicos são de
difícil execução...
Comparação entre
diagrama TTT e TRC -
Transformação sob
Resfriamento Constante
( ou CCT – Continuous
Cooling Transformation)
num aço eutetóide
TTT
TRC

Exercícios de fixação de conceitos
Uma engrenagem feita de aço 1076 e utilizada num liquidificador doméstico necessita de 48 HRC de dureza mínima para suportar o desgaste e a
solicitação mecânica imposta. Para tal, usa-se normalmente nesta peça o tratamento de austêmpera. Um novo engenheiro, desejando diminuir o tempo de
tratamento, fez o seguinte ciclo térmico:
Austenitização total.
Resfriamento até 600 C em banho de sal (garantindo rápida troca térmica).
Manutenção da temperatura em 600 C por 10 minutos.
Resfriamento final em óleo.
O tratamento não atingiu a dureza desejada. Assim, pergunta-se: a) Qual a microestrutura final obtida? b) Qual a dureza alcançada? Justifique as respostas
com o uso do diagrama TTT fornecido na próxima página.
Decidiu-se por uma alteração no ciclo térmico, executando-se após a austenitização total o resfriamento da peça em água, trazendo-a a temperatura
ambiente em menos de 1 segundo. Esta alteração resultou em fragilidade excessiva. Pergunta-se: c) Qual a microestrutura final obtida e qual a dureza
alcançada? Justifique com o uso do diagrama TTT fornecido na próxima página. d) Qual o mecanismo de endurecimento atuante?
Uma nova alteração foi sugerida, como segue:
Austenitização total.
Resfriamento até 430 C em banho de sal (garantindo rápida troca térmica).
Manutenção da temperatura em 430 C por 10 minutos.
Resfriamento final em óleo.
Para esta alteração, pergunta-se: e) Qual a microestrutura final obtida e qual a dureza alcançada? Justifique com o uso do diagrama TTT fornecido na
próxima página. f) Qual o mecanismo de endurecimento atuante?
g) Desenvolva um novo tratamento térmico, a partir do material na condição recozida, onde a dureza se situe entre 48 e 52 HRC, mantendo o mesmo
mecanismo de endurecimento do item anterior. Para tal, descreva o ciclo térmico e a microestrutura obtida, justificando com base no diagrama TTT
fornecido na próxima página.

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