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Fragilização por revenido em aços-liga

1920
Análise metalúrgica de aços de liga com foco na fragilização por têmpera em um ambiente de laboratório.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A fragilização por revenido é uma redução na tenacidade de certos materiais. liga A fratura intergranular ocorre em aços mantidos em uma faixa de temperatura específica (aproximadamente 375–575 °C) ou resfriados lentamente através dela. Esse fenômeno é impulsionado pela segregação de elementos de impureza (por exemplo, fósforo, estanho, antimônio) nos contornos de grão, o que enfraquece a coesão entre os grãos e promove a fratura intergranular.

The mechanism of temper embrittlement is a classic example of equilibrium segregation. At elevated temperatures, impurity atoms are dissolved within the metal grains. As the steel cools into the embrittling range, these impurities become less soluble and find it energetically favorable to migrate to the high-energy regions of the grain boundaries. Certain alloying elements, like manganese and nickel, can co-segregate with the impurities, exacerbating the effect. The result is a dramatic increase in the ductile-to-brittle transition temperature (DBTT), meaning the steel can fracture in a brittle way at temperatures where it should be tough.

Uma característica fundamental da fragilização por revenido é a sua reversibilidade. Se um componente fragilizado for reaquecido a uma temperatura acima da faixa crítica (por exemplo, > 600 °C) e, em seguida, resfriado rapidamente (têmpera), as impurezas são redissolvidas nos grãos e a tenacidade é restaurada. Essa compreensão representou uma novidade crucial na metalurgia física, demonstrando que as propriedades mecânicas não eram estáticas, mas podiam ser degradadas por mudanças sutis e dependentes do tempo na microquímica das interfaces internas. Isso levou a grandes mudanças nas práticas de fabricação de aço e tratamento térmico para componentes de grande seção transversal.

UNESCO Nomenclature: 3308
Ciência dos materiais

Tipo

Processo físico

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • desenvolvimento de aços-liga pela adição de elementos como cromo, níquel e manganês
  • Avanços na metalografia para visualização da microestrutura dos metais
  • Compreensão dos processos de difusão em sólidos (leis de Fick)
  • demanda industrial por aços de alta resistência para aplicações como canhões, caldeiras e turbinas
  • desenvolvimento de testes mecânicos padronizados, como o teste de impacto Charpy, para quantificar a tenacidade

Aplicações

  • Controle rigoroso dos procedimentos de tratamento térmico para peças forjadas de aço de grandes dimensões, como rotores de turbinas e vasos de pressão.
  • Especificação de aços de alta pureza com baixos níveis de P, Sn, Sb e As para aplicações críticas.
  • desenvolvimento de ligas contendo molibdênio ou tungstênio, que ajudam a remover impurezas e mitigar a segregação
  • Análise de falhas de componentes industriais que operam na faixa de temperatura de fragilização.

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: fragilização por revenido, aço-liga, contorno de grão, segregação, tenacidade, tratamento térmico, fratura intergranular, fósforo, impurezas, metalurgia.

Contexto histórico

Fragilização por revenido em aços-liga

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1924

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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