A importância da transformação de fases no aço na produção de bens metálicos
A produção de bens metálicos é baseada na estrutura versus propriedades das ligas metálicas, aí que surge a grande importância das transformações de fases nos processos siderúrgicos de produção desses bens (CALLISTER, 2002).
As fases presentes nas ligas metálicas acabadas é que dão as propriedades necessárias para que elas tenham um desempenho satisfatório onde são aplicadas.
Estas propriedades são características de sua estrutura, que por sua vez é caracterizada, em partes, pelas fases presentes no material.
As mudanças de fases podem ocorrer de algumas formas nos materiais, mas esse artigo enfatiza os processos siderúrgicos mais tradicionais, os tratamentos térmicos e termomecânicos.
Os tratamentos térmicos são operações de aquecimento e resfriamento controlados que visam a obtenção de fases específicas no material, alterando sua estrutura e por consequência sua propriedade, quando aplicados com conformação mecânica esses tratamentos são ditos termomecânicos (SILVA e MEI, 2006).
Silva e Mei (2006, p 83) dizem em seu livro que:
“ Os tratamentos térmicos dos aços e ligas especiais englobam uma das mais amplas faixas de temperaturas dentre os processos industriais, variando desde o tratamento subzero (temperaturas abaixo de 0 °C) para estabilização, até a austenitização de alguns tipos de aços rápidos a 1280 °C. Além disso, diversas taxas de resfriamento são empregadas, visando a permitir a obtenção da exata estrutura desejada. É claro que, para realização destes tratamentos, são necessários fornos e outros aparatos auxiliares. Tais equipamentos não serão analisados em detalhe, por estarem em constante evolução e sua escolha depender de outros aspectos, além dos interesses metalúrgicos; para a seleção destes equipamentos, estão mais capacitados os departamentos técnicos de empresas do ramo. Serão abordados aspectos de equipamentos apenas na medida em que sua seleção influencie na qualidade do tratamento térmico ou do produto final (aço tratado).”
Os tratamentos térmicos e/ou termomecânicos mais tradicionais estão listados e resumidos a seguir:
Recozimento: Processo que consiste em elevar a temperatura até um certo ponto para alívio de tensões residuais nos materiais e/ou recuperação da estrutura que sofreu encruamento, causados por tratamentos térmicos mais severos ou processos de conformação a frio.
Têmpera: Segundo Silva e Mei (2006), uma das características mais importantes dos aços como materiais de construção mecânica é a possibilidade de desenvolver ótimas combinações de resistência e tenacidade (medida pela resistência ao impacto). A estrutura que classicamente permite tais combinações é a estrutura martensítica revenida. A têmpera consiste em resfriar o aço, após austenitização, a uma velocidade suficientemente rápida para evitar as transformações perlíticas e bainíticas na peça em questão. Deste modo, obtém-se estrutura metaestável martensítica (SILVA e MEI, 2006).
Revenimento: A martensita, formada no tratamento térmico de têmpera, é muito frágil, com alta concentrações de tensões na sua microestrutura, com isso surge a necessidade de um tratamento térmico posterior com intuito de aliviar essas tensões e diminuir a fragilidade do material (CALLISTER, 2002).
Normalização: A normalização consiste no aquecimento para refinamento da microestrutura, tamanhos de grãos menores dão outras propriedades aos materiais.
Existem outros processos termomecânicos mais complexos para fabricação de ligas metálicas mais nobres, são elas os aços HSLA, TRIP, TWIP e etc. Tais tratamentos baseiam em aquecimento e resfriamento altamente controlados para obtenção de microestruturas complexas para atender as mais especificas e exigentes solicitações.
Com isso podemos inferir que as fases bem como as propriedades mecânicas são sempre uma relação direta entre estrutura e propriedades. Podemos entender também que assim como o acerto de composição química os tratamentos posteriores ao processo de solidificação são cruciais para que um aço possa atender com qualidade sua finalidade.
Referências:
CALLISTER, W. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução, 5 ed, Rio de Janeiro: Editora LTC, 2002.
SILVA, A. L. C. e MEI, P. R. Aços Especiais, 2 ed, Editora: Edgar Blucher, 2006.
