Austenitização do aço

Princípio da austenitização

• Princípio de transformação de faseQuando o aço é aquecido, as estruturas internas, como a ferrita e a perlita, transformam-se gradualmente em austenita através da redistribuição de átomos de carbono na rede cristalina de ferro.
• Influência da temperaturaA temperatura de austenitização é geralmente entre ac1 (ponto crítico inferior) e ac3 (ponto crítico superior).Por exemplo:, o teor de carbono, os tipos e os conteúdos dos elementos de ligação afetam todos o ponto crítico.

Processo de austenitização (tomando como exemplo o aço eutectoide)

• Formação de núcleos de austenita: Os núcleos de austenita geralmente se formam preferencialmente na interface de fase entre ferrita e cementita, porque a concentração de átomos de carbono na interface de fase é desigual,e a energia é alta e a disposição atômica é irregular, que satisfaz facilmente as condições de flutuação da concentração, flutuação da energia e flutuação da estrutura necessárias para a nucleação.Os limites dos domínios de perlita e blocos de mosaico de ferrita também podem ser locais de nucleação.
• Crescimento de núcleos de austenita: Após aquecimento na região de fase austenita, a taxa de difusão dos átomos de carbono acelera-se a alta temperatura, e os átomos de ferro e de liga também podem difundir completamente.Os núcleos de austenita continuam a crescer em direção à ferrita e cementita através da difusão de átomos de carbono.
• Dissolução da cementita residual: Como a composição e a estrutura da ferrita são mais próximas da austenita, a ferrita desaparece primeiro durante o crescimento dos núcleos da austenita,Enquanto a cementita residual continua a dissolver com a extensão do tempo de retenção até que tudo desapareça..
• Homogeneização da composição da austenitaA concentração de carbono na austenita não é uniforme, e o teor de carbono na região original da cementita é maior.é necessário passar por uma retenção de longo prazo ou aquecimento contínuo para permitir que os átomos de carbono se difundam completamente, para obter austenita de composição uniforme.

Austenitização do aço hipoeutectoide e do aço hipereutectoide

• Aço hipoeutectoide: Para além do processo básico de formação de austenita do aço eutectoide acima referido, quando aquecido acima da temperatura ac1,A ferrite proeutectoide precisa se dissolver gradualmente até ser aquecida acima da temperatura ac3 para ser completamente transformada em austenita..
• Aço hipereutectoide: Quando aquecido acima da temperatura ac1, a cementita proeutectoide (cementita secundária) tem de dissolver-se gradualmente,e somente quando aquecido acima de Accm (ponto crítico superior do aço hipereutectoide) toda a cementita pode dissolver-se e obter uma única estrutura de austenita.

Fatores que afetam a austenitização

• Temperatura e tempo de aquecimentoQuanto mais elevada a temperatura de aquecimento, mais rápida a taxa de difusão atómica, mais rápida a velocidade de austenitização e mais curto o tempo necessário para a formação.Quanto mais longo for o tempo de retenção, quanto mais uniforme for a composição da austenita, mas um tempo de retenção demasiado longo conduzirá ao crescimento do grão.
• Taxa de aquecimento: Quanto mais rápido for o aquecimento, mais curto será o período de incubação, maior será a temperatura a que a austenita começa a transformar-se e termina a transformar-se,e quanto mais curto o tempo necessário para a transformaçãoDurante o aquecimento rápido, o aumento da taxa de nucleação da austenita é maior do que a taxa de crescimento, e podem ser obtidos grãos finos de austenita.
• Elementos de ligaOs elementos como o cobalto e o níquel aceleram o processo de austenitização; os elementos como o cromo, o molibdênio e o vanádio retardam o processo de austenitização; os elementos como o silício, o níquel e o níquel aceleram o processo de austenitização.o alumínio e o manganês não têm, basicamente, efeito sobre o processo de austenitizaçãoUma vez que a taxa de difusão dos elementos de liga é muito mais lenta do que a do carbono, a temperatura de aquecimento do tratamento térmico do aço ligado é geralmente mais elevada e o tempo de retenção é mais longo.
• Estrutura original: Quando a cementita na estrutura original é lamellar, a taxa de formação de austenita é mais rápida do que a da cementita granular; Quanto menor o espaçamento interlamellar da cementita, menor a velocidade de formação da austenita.mais interfaces de fase, quanto maior a taxa de nucleação, e mais rápida a taxa de transformação; a perlita granular no estado de recozimento esferoidização tem poucas interfaces de fase,Assim, a taxa de austenitização é a mais lenta.

Aplicação prática da austenitização

• Tratamento térmicoA austenitização é um passo fundamental no tratamento térmico do aço.) fará com que a austenita se transforme em diferentes estruturasPor exemplo, o aquecimento do aço após austenitização pode obter a estrutura de martensita e melhorar a dureza e a resistência do aço;O tratamento normalizado pode refinar grãos e melhorar a maquinariabilidade do aço, etc.
• Processamento sob pressão: Os lingotes de aço, os billetes de aço e os produtos de aço são geralmente aquecidos a temperaturas superiores a 1100 °C para austenitização.que é conveniente para o processamento de plásticos, como forjar e laminar, para fazer peças ou produtos acabados de várias formas.