.Grande parte das rodas e trilhos ferroviários utilizados no mundo apresentam o aço de microestrutura perlítica e isso se deve por uma boa razão. A perlita, segundo Colpaert (2008), possui elevada dureza, alta resistência mecânica e resistência ao desgaste, dentre outros aspectos que são levados em consideração, especialmente, em ferrovias heavy haul, nas quais os fatores de velocidade e carga estão em constante atualização a fim de elevar a eficiência do transporte necessitando, portanto, de perfis de trilhos que resistam às referidas solicitações.
- Perlita
A perlita é constituída de duas fases: Ferrita (representada por α) e Cementita (representada por Fe3C) e essas fases são formadas no que se chama equilíbrio eutetóide (ponto no qual se tem a presença de 0.77% de carbono), como será mostrado na imagem a seguir. A ferrita é o constituinte mais mole do aço, entretanto, também é o mais tenaz e maleável, enquanto que a cementita é mais frágil, resistente ao cisalhamento e com elevada dureza. Vale ressaltar que existe uma fase anterior a esse processo, a qual chamamos de Austenita (representada por γ), e quanto menor for o seu tamanho de grão, maiores serão as colônias de perlita a serem formadas (ASKELAND; PHULÉ, 2008).
Durante o processo de transformação, ambas as fases crescem cooperativamente sob o formato de placas que seguem a mesma direção de crescimento, uma intercalando a outra até que essas placas se tornem lamelas, e dá-se o nome de perlita a esse conjunto de lamelas gerando, por fim, uma colônia de perlitas.
Os trilhos fabricados atualmente possuem o percentual de carbono levemente acima do ponto eutetóide, chamado de aço hipereutetóide e a explicação está na análise microestrutural de sua formação.
Com a quantidade de carbono elevada, há a propensão para a formação de cementita (B) durante o processo de transformação (A), ultrapassando o limite de solubilidade, isto é, a capacidade dessa cementita ser redistribuída nas colônias
de perlita, direcionando-a para o contorno de grão (C) que delimita uma colônia perlítica de outra (D).
Portanto, o aço hipereutetoide apresenta a perlita e a cementita pró-eutetóide (formada antes do ponto eutetóide) em seu contorno de grão e, considerando características da cementita, como a dureza, se faz mais satisfatória a sua presença.
- Trilho
O trilho é um dos elementos mais importantes da via permanente, servindo de superfície de rolamento (trechos em tangente) e deslizamento (trechos de curva) para as rodas da locomotiva e vagões ou carros ferroviários. Ao longo dos anos, o perfil sofreu diversas adaptações até chegar ao perfil Vignole, criado pelo engenheiro inglês de mesmo nome, constituído de três partes: boleto, alma e patim.
Dependendo do tipo de carga a ser transportado na via, será empregado um tipo de perfil de trilho, isto é, o emprego de cada tipo de trilho depende do tipo de tráfego que utiliza cada linha. No Brasil, já foram utilizados os seguintes perfis: TR-32, TR-37, TR-45, TR-57 e TR-68.
Para trens pesados de minério e com tráfego intenso, são utilizados os trilhos TR-57 e TR-68. Para uma linha de trens de carga geral, transportados em contêineres e vagões especializados, é comum a utilização de trilhos TR-45. Para linhas secundárias, ramais e desvios, se tem a utilização de trilhos usados. Os
trilhos mais leves, abaixo do TR-45, são utilizados em minas, indústrias e pontes rolantes.
Os trilhos mais leves, TR-32 e TR-37, permitem a circulação de locomotivas e vagões com a carga máxima de 16 e 18 t/eixo, respectivamente. O TR-45 e o TR-57 admitem 20 t/eixo e 25 t/eixo, respectivamente. As ferrovias modernas, para trens longos e pesados para o transporte minério e grãos, utilizam os trilhos TR-68, o qual permite a circulação de material rodante com 30 toneladas por eixo.
Os trilhos, segundo a norma ASTM A1-00, são fabricados como laminados, com tratamento de endurecimento em todo o seu perfil ou apenas no boleto, ponto a ser acordado entre a fabricante e o cliente, bem como as demais especificações.
Nishikawa (2018) trás, em sua dissertação, a faixa de composição dos elementos químicos (C, Mn, P, S, Si) que constitui a liga do aço perlítico para a fabricação do trilho e aponta o rigor da norma quanto à delimitação em percentual dos referidos componentes. Outro ponto relevante dá-se quanto à classificação de trilhos segundo a International Heavy Haul Association (IHHA):
- Super Premium – tratado termicamente (obtendo perlita ultra-fina), com dureza acima de 380 HB;
- Premium – microligado, perlítico, de grão fino, com dureza entre 340 a 380 HB;
- Standard – trilho de aço-carbono, com dureza entre 300 a 340 HB.
De acordo com Briguente (2013), os tratamentos realizados no boleto para a produção de trilhos premium e super premium contribuem para que os trilhos apresentem maior resistência mecânica quando submetidos a esforços do contato roda-trilho, considerando que tal procedimento propicia colônias de perlita fina, apresentando espaçamentos lamelares reduzidos favorecendo, dessa forma, a sua integridade.
