M2 Tratamentos Térmicos: Têmpera e Revenimento

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O revenimento deste metal, um processo de resfriamento rápido que segue aproximadamente a lei de resfriamento newtoniana, é o que determina, de acordo com a relação de Koistinen-Marburger, a fração de martensita que se forma no metal à medida que ele passa pela faixa de temperatura de transformação martensítica durante esse mesmo processo de resfriamento. Essa relação de Koistinen-Marburger descreve como, conforme a temperatura continua a cair abaixo do início dessa transformação, mais da austenita remanescente se transforma em martensita, sem a necessidade de tempo adicional para essa transformação em cada temperatura; basta que ela seja atingida. O fato de a temperatura mínima atingida durante esse processo de revenimento ser menor significa que, de acordo com essa mesma relação de Koistinen-Marburger, a fração de martensita resultante é maior.

Esse mesmo processo de têmpera, além de fixar essa fração de martensita, gera um gradiente térmico no metal entre sua superfície, que esfria primeiro, e seu núcleo, que esfria por último. De acordo com outro modelo desse processo, esse gradiente térmico produz a tensão residual de têmpera que pode eventualmente causar trincas no metal. Um processo de têmpera mais severo, com resfriamento mais rápido, aumenta o gradiente térmico entre a superfície e o núcleo e, consequentemente, a tensão residual de têmpera resultante, de acordo com o mesmo modelo, também é maior.

Este metal, agora temperado e em grande parte convertido em martensita, ainda frágil e com essa tensão residual de têmpera retida, é então submetido a um tratamento térmico adicional: o revenido. Este consiste em manter uma temperatura de revenido específica por um período definido. O parâmetro de Hollomon-Jaffe combina a temperatura e o tempo de revenido em um único valor, quantificando seu efeito combinado sobre o metal. Seja a temperatura de revenido mais alta ou o tempo de revenido mais longo, o parâmetro de Hollomon-Jaffe será maior em ambos os casos.

Portanto, neste modelo, com a têmpera e revenido iniciais, o parâmetro de Hollomon-Jaffe determina a dureza final do metal após o revenido: quanto maior o parâmetro de Hollomon-Jaffe, mais a martensita frágil remanescente da têmpera se decompõe em uma microestrutura mais macia, porém também mais tenaz, e, consequentemente, menor a dureza final do metal após o revenido. O fato de esse mesmo revenido, ao acelerar a decomposição da martensita, também permitir a liberação de parte da tensão residual de têmpera retida pelo resfriamento rápido significa que esse tratamento térmico subsequente serve a dois propósitos: ajustar a dureza final do metal após o revenido e, em certa medida, mitigar o risco de fissuração por têmpera que essa tensão residual de têmpera ainda representa.

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