Compreendendo Austenita, Martensita e Perlita

Austenita:

A solução sólida de carbono e elementos de liga dissolvidos no γ-Fe ainda retém as características da rede cúbica de face centrada do γ-Fe. Esta estrutura geralmente existe em altas temperaturas; a austenita começa a se decompor entre 200-300°C. À medida que a temperatura de aquecimento aumenta, os grãos crescem gradualmente. Em uma dada temperatura, quanto maior o tempo de permanência, mais grossos ficam os grãos de austenita. Os contornos dos grãos são relativamente retos, formando polígonos regulares; é não magnética, possui boa plasticidade, baixa resistência e certa tenacidade; no aço temperado, a austenita residual está distribuída nos espaços entre as agulhas de martensita.

Austenita super-resfriada:

Austenita que existe abaixo da temperatura A1 e é instável, estando prestes a sofrer transformação.

Ferrita:

Uma solução sólida de carbono e elementos de liga dissolvidos em α-Fe, possuindo uma rede cúbica centrada no corpo e solubilidade extremamente baixa de carbono; Características: apresenta boa tenacidade e plasticidade; exibe uma estrutura de grãos poligonais brilhantes; existe em altas temperaturas acima de 1400 °C, sendo por isso chamada de ferrita de alta temperatura ou solução sólida δ, denotada por δ; em aços hipoeutetóides, a ferrita resfriada lentamente apresenta-se como grãos blocantes com contornos de grão relativamente lisos. Quando o teor de carbono se aproxima da composição eutetóide (teor de carbono de 0,77%), a ferrita precipita ao longo dos contornos de grão. (Eutetóide: Uma transformação de fase na qual duas ou mais novas fases precipitam juntas a partir da fase original.)

Martensita:

Uma solução sólida supersaturada de carbono dissolvido em α-Fe, com uma estrutura tetragonal centrada no corpo; morfologias comuns de martensita incluem estruturas tipo lamela e tipo placa; a morfologia da martensita depende principalmente da temperatura de formação, que por sua vez depende do teor de carbono e dos elementos de liga na austenita; para aço ao carbono, à medida que o teor de carbono aumenta, a quantidade de martensita tipo lamela diminui relativamente, e a quantidade de martensita tipo placa aumenta relativamente; características: alta resistência e alta dureza; formada pelo resfriamento rápido (têmpera) da austenita, não é uma estrutura de equilíbrio e se decompõe facilmente quando aquecida a 80–200°C;

Martensita tipo lamela:

Formada em aços de baixo e médio teor de carbono e em aços inoxidáveis, consiste em feixes de laminelas dispostas paralelamente. A forma espacial é achatada e alongada, e um grão de austenita pode transformar-se em vários feixes de laminelas (geralmente de 3 a 5).

Martensita tipo lamela (martensita acicular):

Isso é comumente encontrado em aços de médio e alto teor de carbono e ligas Fe-Ni com alto teor de níquel. Quando os maiores lamelos de martensita são muito pequenos para serem resolvidos por um microscópio óptico, denomina-se martensita criptocristalina. A martensita obtida por têmpera normal na produção é geralmente do tipo criptocristalina.

Martensita Temperada:

Essa microestrutura é formada por revenimento em baixa temperatura (150–250°C) e consiste em martensita com um grau reduzido de supersaturação e carbonetos muito finos. A decomposição da martensita ocorre entre 80 e 200°C. Quando o aço é aquecido até aproximadamente 80°C, a atividade atômica no seu interior aumenta, e o carbono supersaturado na martensita começa a precipitar gradualmente na forma de carbonetos. O grau de supersaturação de carbono na martensita diminui continuamente, formando assim uma estrutura mista de martensita com menor grau de supersaturação e carbonetos muito finos.

Cementita:

Um composto de carbono e ferro, Fe3C; Características: Contém 6,67% de carbono, possui uma estrutura cristalina ortorrômbica complexa; muito duro, extremamente frágil, com praticamente nenhuma tenacidade e plasticidade;

Perlita:

Uma mistura mecânica de ferrita e cementita em camadas lamelares alternadas, formada pela reação eutetoide em ligas ferro-carbono; Características: Apresenta um brilho perolado; suas propriedades mecânicas estão entre as da ferrita e da cementita, com alta resistência, dureza moderada e boa plasticidade e tenacidade;

Perlita Lamelar:

Uma mistura de ferrita e cementita formada por camadas finas sobrepostas alternadas; Com base no tamanho do espaçamento laminar, pode ser dividida em: Perlita (espaçamento laminar 450–150 nm, faixa de temperatura de formação A1–650 °C, claramente distinguível ao microscópio óptico), Sorbite (espaçamento laminar 150–80 nm, faixa de temperatura de formação 650–600 °C, apenas distinguível ao microscópio óptico de alta ampliação) e Troostite (espaçamento laminar 80–30 nm, faixa de temperatura de formação 600–550 °C, apenas distinguível com microscópio eletrônico);

Perlita Granular:

Uma mistura na qual a cementita existe na forma granular dentro de uma matriz de ferrita; A perlita granular é geralmente obtida por meio de têmpera esferoidizante; (Têmpera esferoidizante: Têmpera realizada para esferoidizar os carbonetos no aço);

Bainita Superior:

Uma mistura formada por ferrita acicular supersaturada e cementita quando a temperatura cai para a faixa de 550–350 °C, com cementita entre as agulhas de ferrita; Características: aparência plumosa, frágil, alta dureza; basicamente identificável sob um microscópio óptico de 500x. Bainita superior

Uma mistura formada por ferrita acicular supersaturada e cementita quando a temperatura cai para a faixa de 350–230 °C, mas a cementita está dentro das agulhas de ferrita; Características: apresenta-se como estruturas semelhantes a agulhas pretas ou folhas de bambu;

Bainita Granular:

Uma mistura composta por ferrita blocosa relativamente grossa e austenita rica em carbono;

Bainita Isenta de Carbonetos:

Uma microestrutura composta por uma única fase de ferrita em forma de tiras, também conhecida como bainita ferrítica; Características: a bainita isenta de carbonetos geralmente aparece em aços de baixo carbono;

Estrutura de Widmanstätten:

Uma microestrutura multifásica em aço na qual a fase proeutetoide existe na forma de agulhas ou placas misturadas com perlita lamelar, ocorrendo quando os grãos de austenita são relativamente grossos e a taxa de resfriamento é adequada. Características: grãos grossos, com formas de placas, semelhantes a penas ou triangulares.