Software inovador para dureza de aço: estudante de Bochum inspira especialistas!

Software inovador para dureza de aço: estudante de Bochum inspira especialistas!

Jakob Lensing, aluno da Cátedra de Engenharia de Materiais da Ruhr University Bochum, apresentou recentemente uma expansão significativa de um programa de computador para calcular a dureza do aço. Em 13 de fevereiro de 2025, ele recebeu o 2º prêmio no Dörrenberg Studies Award por seu trabalho de estudo. A pesquisa da Lensing visa prever a composição química ideal a partir das propriedades desejadas de um material. O software existente no departamento pode prever propriedades macroscópicas, como dureza, com base na composição química e no tratamento térmico.

Os avanços recentes do Lensing incluem a integração do fator de temperatura inicial (MS) da martensita, uma métrica crucial na ciência dos materiais. A temperatura inicial da martensita define o ponto em que a estrutura do material muda após o recozimento durante a têmpera. Esta reestruturação na estrutura conduz a uma dureza significativa do material, o que é crucial para inúmeras aplicações industriais. A transformação completa da estrutura depende muito desta temperatura.

Aço inoxidável martensítico e suas propriedades

O aço inoxidável martensítico, que pertence à série 400, possui uma estrutura cristalina tetragonal de corpo centrado (BCT). Este tipo de aço inoxidável normalmente contém entre 12-18% de cromo e 0,1-1,2% de carbono. Apesar de sua alta resistência e dureza após tratamento térmico, o aço inoxidável martensítico apresenta menor resistência à corrosão em comparação ao aço inoxidável austenítico. As aplicações incluem talheres, instrumentos cirúrgicos, válvulas, rolamentos e lâminas de turbinas.

O tratamento térmico do aço inoxidável martensítico é realizado por aquecimento a temperaturas entre 925 e 1070°C, seguido de resfriamento rápido (têmpera) para atingir a estrutura martensítica desejada. Esse material também possui propriedades magnéticas, o que o torna aplicável em diversos setores. Os graus mais comuns são 403, 410, 416, 420, 431, 440A, 440B, 440C e 17-4 PH. O grau 410, em particular, é conhecido por sua combinação equilibrada de resistência à corrosão e alta resistência.

O processo de formação da martensita

A martensita é uma estrutura metaestável criada por meio de uma transformação sem difusão e atérmica da estrutura original. A transformação ocorre quando o material é rapidamente resfriado de uma fase de alta temperatura – austenita, por exemplo – para uma fase de baixa temperatura. É importante garantir que o resfriamento ocorra com rapidez suficiente para evitar processos de difusão.

A formação de martensita ocorre através de núcleos já presentes na austenita e não se limita aos metais; também pode ocorrer em cerâmicas e polímeros. A transformação da rede cúbica de austenita de face centrada em uma rede tetragonal de corpo centrado é um processo central que depende, entre outras coisas, da composição química. As alterações na estrutura levam a um aumento significativo da dureza, que também é fortemente influenciada pelo teor de carbono.

Em resumo, a pesquisa de Jakob Lensing representa um passo importante na engenharia de materiais, especialmente na área de aços martensíticos. O cálculo preciso da dureza do aço poderia não apenas revolucionar o desenvolvimento de materiais, mas também acelerar a aplicação destas descobertas de engenharia de materiais em outros contextos industriais.

Universidade do Ruhr Bochum relata que a Lensing melhorou significativamente seu método de cálculo de aço. Você pode descobrir mais sobre aço inoxidável martensítico em Grupo Aço Pro e o processo geral de formação de martensita Wikipédia.