Transformações Difusionais
Referem-se às transformações com mudança de estrutura devidas à migração de átomos por grandes percursos. O diagrama TTT para uma composição específica (Fe com 0,07% de peso em C) é mostrado na figura abaixo. A figura mostra que perlita não é a única estrutura resultante do esfriamento da austenita.
A morfologia da perlita é diferente dependendo da temperatura de transformação. Resfriamentos próximos à temperatura eutetoide (de austenitização) levam à formação de perlita de maior tamanho de grão e com lamelas (das fases ferrita e cementita) de maior espessura (perlita grossa). Quanto menor é a temperatura de transformação, menor é o tamanho de grão da perlita e menor é a espessura de lamela. A razão para tal é que são verificadas baixas taxas de nucleação e altas taxas de difusão próximas a temperatura eutetoide, o que resulta em estruturas relativamente grosseiras. Ao reduzir-se a temperatura de transformação, aumenta-se gradativamente a taxa de nucleação e reduz-se a taxa de difusão, resultando em estruturas mais refinadas. (Veja as morfologias e correspondentes temperaturas na figura).
Microestrutura da Perlita Grossa (esquerda) e Fina (direita) formada
Microestrutura da Bainita contendo finíssimas agulhas das fases do Fe
Transformações sem difusão (martensíticas)
A transformação perlítica descrita acima é de natureza difusional. O diagrama TTT mostrado não dá nenhuma informação abaixo de 250 ºC. Na figura abaixo pode-se ver que ocorre um processo diferente em baixas temperaturas.
Duas linhas horizontais foram adicionadas para representar a ocorrência de um processo sem difusão, conhecido como transformação martensítica. O termo se refere a uma família ampla de transformações sem difusão em metais e não metais.
É sempre possível evitar a difusão através do resfriamento rápido da austenita. O preço desta operação é que a austenita permanece instável permitindo a formação de martensita, num processo que gera uma característica fragilidade ao produto final.
Microestrutura da Martensita mostrando estrutura de agulhas
O equilíbrio e o controle das variáveis envolvidas é o sentido fundamental da aplicação dos tratamentos térmicos, que serão explicados em seguida.
Transformações mistas
O diagrama TTT indica ainda uma nova fase: bainita. Na faixa de temperaturas onde ocorre, a difusão do carbono (intersticial) é significativa, no entanto a difusão do ferro (substitucional) é praticamente nula. Tem-se assim uma transformação mista – difusional quanto ao carbono e martensítica quanto ao ferro. O resultado é uma microestrutura de aspecto bastante similar ao da martensita, porém sem a fragilização inerente a esta.
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