O processo de têmpera do aço envolve o aquecimento do metal a altas temperaturas seguido de um resfriamento brusco em água ou óleo. Este processo altera a organização dos átomos de ferro e carbono. Do ponto de vista da cinética, o resfriamento rápido tem como principal objetivo:
Diminuir a energia de ativação para a formação de novas ligas metálicas.
Promover a oxidação superficial do aço para criar uma camada protetora.
Impedir a reorganização dos átomos na estrutura mais macia, 'congelando' uma estrutura mais dura e resistente (martensita).
Aumentar a velocidade de formação da estrutura cristalina mais estável (perlita).
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A altas temperaturas, o aço forma uma estrutura chamada austenita. Se o resfriamento for lento, os átomos têm tempo para se reorganizar em estruturas mais estáveis e macias. O resfriamento rápido (têmpera) não dá tempo para essa difusão e reorganização, forçando os átomos a ficarem presos em uma estrutura metaestável, distorcida e muito dura, conhecida como martensita. É um controle cinético sobre um processo termodinâmico.
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