Ferrite vs. Austenita retida: Métodos de identificação clara

1. Prefácio

Gostaria de compartilhar com você a identificação de "ferrita" e "austenita retida", como parte de uma série de artigos sobre a identificação de estruturas semelhantes em aços.

2. Identificação de ferrita e austenita retida

Como a ferrita e a austenita retida não são corroídas, ambas aparecem brancas quando observadas em um microscópio. No entanto, elas podem ser facilmente confundidas se não forem observadas adequadamente.

Felizmente, é relativamente fácil distinguir entre as duas estruturas dominando determinados métodos. Dois métodos comuns incluem:

1. Distinguir da morfologia do tecido

Ferrite e retido Austenita frequentemente coexistem na microestrutura do aço hipoeutetoide que passou por têmpera. Normalmente, há três formas de ferrita nessas peças temperadas: ferrita poligonal não dissolvida, ferrita maciça ferrita proeutectoidee ferrita proeutectoide reticular ou semi-reticular. Todas essas formas de ferrita são brancas e brilhantes na aparência.

As ferritas poligonais e maciças têm limites bem definidos e são frequentemente encontradas nas áreas em branco entre as agulhas de martensita. Após uma inspeção mais minuciosa, pode-se ver que a fase branca e a fase de martensita estão no mesmo plano.

A ferrita reticular ou semi-reticular é finamente distribuída ao longo do limite original de grãos de austenita.

A austenita retida, por outro lado, não tem limites bem definidos e sua forma muda com a forma da distribuição da agulha de martensita. Normalmente, ela não existe sozinha, mas é organicamente combinada com a martensita em forma de agulha após a têmpera. Como resultado, sua cor é um pouco mais escura do que a da ferrita, e o fenômeno da martensita em forma de agulha costuma ser ligeiramente visível.

2. Inferido de processo de tratamento térmico

Se o tempo de preservação do calor de resfriamento do aço hipoeutetoide for insuficiente ou a temperatura for muito baixa, aparecerá ferrita poligonal branca não dissolvida na microestrutura resultante.

Fig. 1 Ferrita poligonal branca não dissolvida

Conforme ilustrado na Fig. 1, a microestrutura do aço 45 que foi submetido a resfriamento com água a 760 ℃ por 25 minutos, consiste em ferrita poligonal branca não dissolvida, martensita preta de carbono médio temperada, martensita cinza claro e uma matriz de austenita residual.

Se houver muitas peças no forno e o tempo de rosqueamento for excessivo, a taxa de resfriamento das peças será maior do que a taxa de resfriamento em um recozimento mas menor do que a taxa de resfriamento do ar de normalização. Como alternativa, se as peças forem deixadas no ar por muito tempo após a batida, a microestrutura resultante conterá ferrita proeutectoide maciça.

Fig. 2 Ferrita proeutectoide maciça branca

Conforme ilustrado na Fig. 2, a microestrutura do aço 45 foi obtida após aquecimento a 840°C por 25 minutos, seguido de resfriamento com água e, em seguida, têmpera a 600°C por 60 minutos. A estrutura maciça branca é ferrita eutectoide, enquanto a estrutura restante é sorbita temperada.

Esse resultado foi devido à presença de várias peças de trabalho no forno de aquecimento durante o teste, e a porta do forno não foi mantida fechada durante a têmpera, conforme exigido. Em vez disso, a porta do forno foi mantida aberta depois que a primeira amostra foi resfriada e até que a última amostra fosse resfriada.

Como resultado, nos estágios posteriores da têmpera, aproximadamente metade das amostras temperadas apresentou ferrita proeutectoide maciça. Essa quantidade aumentou de menos para mais com o prolongamento do tempo de têmpera, com o conteúdo de ferrita proeutectoide maciça na última amostra temperada chegando a 40% (fração de volume).

Devido à porta aberta do forno, quando a temperatura das peças de trabalho no forno estava abaixo de AC3, a taxa de resfriamento das peças de trabalho era maior do que a do resfriamento (equivalente a recozimento), mas inferior ao do resfriamento a ar (equivalente à normalização). Isso resultou na precipitação de ferrita proeutectoide maciça.

Se a taxa de resfriamento de têmpera não for suficiente, a ferrita proeutetóide no aço geralmente é distribuída ao longo do limite original do grão de austenita na forma de uma rede ou semirrede.

Fig. 3 Ferrita proeutectoide reticular branca

Conforme mostrado na Fig. 3, a microestrutura do aço 45 após aquecimento a 900°C por 25 minutos e têmpera a óleo consiste em ferrita pré-eutectoide de malha fina branca, troostita preta revenida, bainita superior emplumada, martensita cinza claro e uma matriz de austenita residual.

A austenita residual, que não está no mesmo plano que a martensita, só é visível na estrutura de resfriamento quando o calor de resfriamento é muito alto. Na têmpera normal, a austenita residual não está presente de forma proeminente.

Fig. 4 austenita branca retida

Conforme mostrado na Fig. 4, a microestrutura do aço 45 após aquecimento a 900°C por 25 minutos e resfriamento em água consiste em martensita de carbono médio resfriada em preto e austenita residual branca.

A forma da austenita residual muda dependendo do ângulo em que ela se cruza com a martensita.

3. Conclusão

Nesta postagem, apresentamos os métodos para identificar ferrita e austenita retida. Esperamos que essas informações sejam úteis para você.

Deve-se observar também que um entendimento completo do diagrama de fases ferro-carbono, combinado com as perspectivas discutidas no artigo, facilitará muito o processo de identificação.