NUCLEAÇÃO E CRESCIMENTO DAS FASES

H. Zachariasen (p. os materiais podem ser classificados como sólidos, líquidos e gasoso, conforme o comportamento dos seus átomos. Quando as condições termodinâmicas dos materiais são alteradas por algum motivo, os materiais podem sofrer algumas transformações de fase. Como exemplos de mudanças das condições termodinâmicas existe a temperatura e a pressão que atuam sobre os materiais. Segundo Rethwisch (2000), a barreira termodinâmica para a formação de um embrião, é o resultado da soma dos dois fatores, a diminuição da energia livre volumétrica por unidade de volume e o aumento da energia livre superficial específica. Fletcher (1958) ensina que na nucleação heterogênea, os núcleos se formam com diferenças estruturais, como superfícies de moldes, impurezas, contornos de grão ou discordâncias.

Neste tipo de nucleação, o valor de σ é bem menor do que a na nucleação homogênea, de forma que o tamanho crítico do núcleo é também menor. Assim, a nucleação heterogênea ocorre mais facilmente com menores super-resfriamentos. displaystyle G={\frac {4}{3}}\pi r^{3}\Delta G_{v}+4\pi r^{2}\sigma } Já no estágio de crescimento, os núcleos aumentam de tamanho fazendo com que fase original desapareça. Recuperação: Segundo Padilha (2005, p. “As mudanças microestruturais ocorridas na recuperação levam a uma restauração parcial das propriedades do material. ” Recristalização: É quando um metal trabalhado a frio é aquecido e ocorrem mudanças em outras propriedades acompanhadas de alterações microestruturais significativas. Segundo CALLISTER (2012), no processo de recristalização há a formação de um novo conjunto de grão equiaxiais e livre de tensões, como baixa densidade de deslocamento.

Crescimento dos grãos: Conforme explica CALLISTER (2012), o crescimento do grão não precisa ser precedido por recuperação e recristalização, podendo ocorrer em todos os materiais. Segundo (MARTINS, 2008), o envelhecimento artificial acontece em um número maior de ligas de alumínio, apresentando uma temperatura de aproximadamente 15 a 25% da diferença entre a temperatura ambiente e a temperatura de solubilização. Segundo Reed-Hill (2009), para a precipitação é importante que aconteça primeiro o processo de nucleação e após, o processo de crescimento de partículas. Após o tempo de precipitação apropriado à temperatura, a liga é resfriada até atingir a temperatura ambiente. Na figura abaixo está esquematizado os tratamentos térmicos de solubilização, têmpera e precipitação (temperatura em função do tempo). É perceptível que resfriamento na precipitação não é veloz quanto à têmpera após o tratamento de solubilização.

O ferro ligado ao carbono forma uma variedade de ligas ao se solidificar. A formação de cada liga depende do comportamento das variedades alotrópicas do ferro, da solubilidade do carbono no ferro, da temperatura e do teor de carbono. Durante o processo de solidificação dos aços, é possível verificar no aço o aparecimento de microconstituintes como ferrita, cementita e austenita. Ferrita: É um termo  para o ferro puro com estrutura cristalina cúbica de corpo centrado. Segundo Peter (2009), esta estrutura que dá ao aço e ao ferro fundido as suas propriedades magnéticas, sendo o exemplo de um material ferromagnético. tips Austenita: Gove (1963) explica que esta é uma fase sólida, não magnética, constituída de ferro. A fase foi denominada em homenagem a um metalúrgico inglês, sir William Chandler Roberts-Austen (1843-1902).

No entanto, as ligas metálicas influenciam muito na formação dessa fase, podendo ser estável à temperatura ambiente sob a forma de aço austenítico. A austenita é o ponto de partida para vários tratamentos térmicos nas ligas de ferro, pois partindo da austenita é possível a transformação da liga em vários microconstituintes. TRATAMENTO TERMICO DAS LIGAS FERRO-CARBONO Tratamento térmico pode ser definido como o aquecimento ou resfriamento controlado dos metais feito com a finalidade de alterar suas propriedades físicas e mecânicas, sem alterar a forma do produto final. A Associação Brasileira de Normas Técnicas, através das normas NBR 6006 (102) classifica os aços-carbono e os de baixo teor em liga segundo os critérios adotados pela AISI e SAE.   Muitos aços-liga são igualmente especificados pela sua edurecibilidade quando esse característico é exigido.

 Para os produtos de aço, as especificações mais utilizadas são da American Society for Testing Materials e muitas dessas especificações da ASTM são adotadas pela "American Society of Mechanical Engineers - ASME", com pequena ou nenhuma modificação. Na imagem abaixo mostramos o sistema de classificação SAE e AISI dos aços Figura 9: sistema de classificação SAE e AISI dos aços Fonte: Gelson Luz METAIS E LIGAS FERROSAS: CARACTERISTICAS, FABRICAÇÃO, PROPRIEDADES E APLICAÇÕES Os metais ferrosos são ligas que apresentam, principalmente, ferro e carbono na sua composição, porém ainda possuem outros elementos, como o manganês, cobre, entre outros. Para o metal ser caracterizado como ferroso, as especificações são as seguintes: ter pelo menos 90% de ferro; ter no máximo 5% de carbono; ter outros materiais com quantidade reduzida.

 Metal Mater Tran  B. L. Bramfitt, Metallographer's Guide: Practice and Procedures for Irons and Steels, ASM International, 2001 CALLISTER, W. D. Fundamentals of materials science and engineering: an integrade approach. J. S. Metodologia da pesquisa científica. Fortaleza: UEC, 2002. GIL, A. Springer, Aachen, 2005. GUESSER, W. L. Propriedades Mecânicas dos Ferros Fundidos. São Paulo : Bluncher, 2009. Dissertação apresentada à Universidade de Aveiro. Portugual. Aveiro, 2008. OLIVEIRA, G. R. São Paulo, SP: Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais, 2005. p. il. ISBN 858677880X (broch. RAGHAVAN V. S. l. McGraw-Hill. V. Chiaverini.