Atividade Semanal - Aula-Fases

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Disciplina: Ciência dos materiais 1 – Turma A 
Professor: Guilherme Zepon 
Atividade Semanal 1 - Fases 
 
1) Trilhos de trem são produzidos em aço e possuem a microestrutura como a apresentada 
na figura 1. A microestrutura deste aço é composta por duas fases, uma solução sólida e 
um composto estequiométrico. A fase α (também chamada de ferrita) é uma solução 
sólida com estrutura cúbica de corpo centrado (CCC) e composição (𝑐𝛼) de 0,1 %at. de 
C e 99,9 %at. de Fe. A outra fase é um composto estequiométrico com fórmula química 
Fe3C (esta fase também é chamada de cementita). 
 
 
Figura 1: (a) Imagem de um trilho de trem de aço. (b) Imagem da microestrutura de um 
aço utilizado em trilho de trem obtida em um microscópio eletrônico de varredura. A fase 
mais clara na forma de veios é o composto estequiométrico Fe3C. A fase em tom de cinza 
mais escuro é a fase α. 
Com base nisso responda: 
(a) 
(b) 
a) Quais são as composições químicas da fase α (𝑐𝛼) e da fase Fe3C (𝑐𝐹𝑒3𝐶) em %p.? 
b) Sabendo que esta microestrutura possui 88% em massa de fase α e, portanto, 12% 
em massa de fase Fe3C, qual é a composição química (𝑐𝑜) do aço? 
c) A ferrita é uma solução sólida substitucional ou intersticial? Justifique sua 
resposta 
 
2) A Figura 2 (b) apresenta a imagem da microestrutura de um aço inoxidável duplex 
que possui composição química (𝑐𝑜) igual a: 
66,22 %p. Fe; 24,00 %p. Cr ; 7,50 %p. Ni ; 1,20%p. Mn ; 1,00 %p. Si ; e 0,08 %p. C. 
Este aço é muito utilizado na indústria petroquímica como, por exemplo, em válvulas 
como apresentada na Figura 2 (a). 
 
Figura 2: (a) Imagem de uma válvula produzida em aço inoxidável duplex. (b) Imagem 
obtida por microscopia ótica de um aço inoxidável duplex. A fase escura é a fase α e a 
fase clara é a fase γ. 
A microestrutura do aço inoxidável duplex é composta por duas fases. A fase α é uma 
solução sólida com estrutura cúbica de corpo centrado (CCC) que possui Fe como 
solvente. A fase γ é uma solução sólida com estrutura cúbica de face centrada (CFC) que 
também possui o ferro como solvente. 
A composição química da fase α é: 
𝑐𝛼: 64,885 %p. Fe ; 27,372 %p. Cr ; 5,627 %p. Ni ; 1,024 %p. Mn; 1,063 %p. Si ; e 
0,029%p. C. 
A composição química da fase γ é: 
𝑐𝛾: 67,527%p. Fe ; 20,699%p. %Cr ; 9,334 %p. Ni ; 1,372%p. Mn; 0,938 %p. Si e 
0,13%p. C. 
Com base nas informações acima, responda: 
a) Qual é a composição química deste aço em %at.? 
(a) 
(b) 
b) Considerando a composição química da liga (𝑐𝑜) e a composição química de cada 
uma das fases (𝑐𝛼) e (𝑐𝛾), qual é a fração em massa de cada uma das fases desta 
liga? 
c) Ambas as fases, fase α e fase γ, são soluções sólidas com o Fe sendo solvente. 
Considerando os raios atômicos dos elementos de liga, indique quais elementos 
de liga são solutos substitucionais e quais elementos são solutos intersticiais 
nesta liga. Justifique sua resposta. 
 
Dados: 
Elemento MM (g/mol) Raio atômico (nm) 
Fe 55,85 0,124 
Cr 51,00 0,125 
Ni 58,69 0,125 
Mn 54,94 0,112 
Si 28,09 0,118 
C 12,011 0,071