Controle da Microestrutura (Exc - Resolv)

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S.J. dos Campos - DutraS.J. dos Campos - Dutra
Uma introdução dos materiais Uma introdução dos materiais 
aplicadosaplicados
Prof. Dr. Fernando Cruz BarbieriProf. Dr. Fernando Cruz Barbieri
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Exercícios de Ciência dos Exercícios de Ciência dos 
MateriaisMateriais
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1. Lista de Exercícios1. Lista de Exercícios
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2) Explique com suas próprias palavras o que são digrama de fases de um composto, para que 2) Explique com suas próprias palavras o que são digrama de fases de um composto, para que 
serve e dê alguns exemplos?serve e dê alguns exemplos?
1. Lista de Exercícios1. Lista de Exercícios
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aa bb cc dd ee
Ponto a = Fase solida Ponto a = Fase solida αα 100% 100% αα
Ponto b = Fase solida Ponto b = Fase solida αα 100% 100% αα
Ponto c = mistura Ponto c = mistura αα + L r. alavanca + L r. alavanca
PPαα = = CCLL – C – Coo x 100% = 50 – 40 x 100 x 100% = 50 – 40 x 100
 CCLL – C – Cαα 50 - 3050 - 30
PPαα = 50% = 50% αα P PLL = 50 % L = 50 % L
Ponto d = Fase Liquida Ponto d = Fase Liquida αα 100% L 100% L
Ponto e = Fase Líquida Ponto e = Fase Líquida αα 100% L 100% L
 
1. Lista de Exercícios1. Lista de Exercícios
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2) Explique com suas próprias palavras o que são digrama de fases de um composto, 2) Explique com suas próprias palavras o que são digrama de fases de um composto, 
para que serve e dê alguns exemplos?para que serve e dê alguns exemplos?
Os diagramas de fases (também chamados de diagrama de equilíbrio) relacionam Os diagramas de fases (também chamados de diagrama de equilíbrio) relacionam 
temperatura, composição química e quantidade das fases em equilíbrio.temperatura, composição química e quantidade das fases em equilíbrio.
•Um diagrama de fases é um “mapa” que mostra quais fases são as mais estáveis Um diagrama de fases é um “mapa” que mostra quais fases são as mais estáveis 
nas diferentes composições, temperaturas e pressões.nas diferentes composições, temperaturas e pressões.
• • A microestrutura dos materiais pode ser relacionada diretamente com o diagrama A microestrutura dos materiais pode ser relacionada diretamente com o diagrama 
de fases.de fases.
• • Existe uma relação direta entre as propriedades dos materiais e as suas Existe uma relação direta entre as propriedades dos materiais e as suas 
microestruturas.microestruturas.
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3)3) Uma prata de lei, uma liga contendo aproximadamente 90% de prata e 10% de cobre Uma prata de lei, uma liga contendo aproximadamente 90% de prata e 10% de cobre 
é aquecida nas temperaturas 600, 800 e 1100é aquecida nas temperaturas 600, 800 e 110000C. Determine as fases presentes e suasC. Determine as fases presentes e suas
 proporções, como mostra a figura abaixo.proporções, como mostra a figura abaixo.
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600 = mistura 600 = mistura αα + + ββ alavanca alavanca
PPαα = = CCββ – C – Coo x 100% = x 100% =
 CC β β – C – Cαα
PPαα = = 98 – 10 x 100% = 93,6%98 – 10 x 100% = 93,6%
 98 – 498 – 4
PPββ = 6,4 % = 6,4 % ββ
800 = mistura 800 = mistura αα + L alavanca + L alavanca
PPαα = = CCLL – C – Coo x 100% = x 100% =
 CC LL – C – Cαα
PPαα = = 25 – 10 x 100% = 88,3%25 – 10 x 100% = 88,3%
 25 – 825 – 8
PPL L = 11,7 % L= 11,7 % L
110 = Fase Líquida 110 = Fase Líquida αα 100% L 100% L
 
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4 ) Para uma liga de solda com 40% de estanho e 60% de chumbo a 1504 ) Para uma liga de solda com 40% de estanho e 60% de chumbo a 15000C , C , 
a) quais as fases presentes, a) quais as fases presentes, 
b) qual a proporção de cada fase.b) qual a proporção de cada fase.
 mistura mistura αα + + ββ alavanca alavanca
CC α α = 10% Sn = 10% Sn
CC00 = = 40%Sn40%Sn
CC β β = 98 %Sn= 98 %Sn
PPαα = = CCββ – C – Coo x 100% = x 100% =
 CC β β – C – Cαα
PPαα = = 98 – 40 x 100% = 65,9%98 – 40 x 100% = 65,9%
 98 – 1098 – 10
PPββ = 34,1 % = 34,1 % ββ
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5) Uma liga típica para componentes de aeronaves contém 92kg de magnésio e 8 kg 5) Uma liga típica para componentes de aeronaves contém 92kg de magnésio e 8 kg 
de alumínio. de alumínio. Quais são fases presentes e as proporções dessas fases a: 650Quais são fases presentes e as proporções dessas fases a: 65000C, C, 
53053000C, 420C, 42000C, 310C, 31000C e 200C e 20000C, conforme mostra figura abaixo?C, conforme mostra figura abaixo?
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65065000C (a)C (a)
53053000C (b)C (b)
42042000C (c)C (c)
31031000C (d) C (d) 
 
20020000C (e)C (e)
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2. Lista de Exercícios2. Lista de Exercícios
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 1) Faça uma analise das fases presentes na liga chumbo-estanho, solidificadas em condições de 
equilíbrio, nos seguintes ponto do diagrama, como mostra a figura abaixo:
pede-se: a) composição eutética
 b) temperatura eutética
 c) reação eutética
 d) as fases e as proporções dessas fases presentes no ponto c
 e) as fases e as proporções dessas fases presentes no ponto e
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2) Para a liga composta por Fe-C, como mostra a figura abaixo, determine:
a)a liga eutética e eutetóide
b) a temperatura eutética e eutetóide
c) a reação eutética e eutetóide
d) Mostre no gráfico as regiões: eutetóides/eutéticas
 hipoeutetóides/hipoeutéticas
 hipereutetóides/hipereutéticas
2. Lista de Exercícios2. Lista de Exercícios
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d)d)
a)a) Eutética = 4,3%C Eutetóide = ,76%CEutética = 4,3%C Eutetóide = ,76%C
b)b) TTeutética eutética = 1148 = 114800C TC TEutetóideEutetóide = 727 = 72700CC
c)c) 
Reação eutética Reação eutética L (4.3% C) <=> γ (2.11% C) + Fe3C (6.7% C)L (4.3% C) <=> γ (2.11% C) + Fe3C (6.7% C)
Reação eutetóideReação eutetóide γ (0.77% C) <=> α (0.022% C) + Fe3C (6.7%) γ (0.77% C) <=> α (0.022% C) + Fe3C (6.7%) 
2. Lista de Exercícios2. Lista de Exercícios
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a.) Cite as principais formas alotrópicas do ferro e suas principais características.a.) Cite as principais formas alotrópicas do ferro e suas principais características.
b.) Qual a estrutura do ferro que é magnética? Até que temperatura o ferro é magnético?b.) Qual a estrutura do ferro que é magnética? Até que temperatura o ferro é magnético?
c.) Aços são as principais ligas de Fe-C de ampla aplicação na engenharia. Como o carbono c.) Aços são as principais ligas de Fe-C de ampla aplicação na engenharia. Como o carbono 
encontra-se na estrutura cristalina do ferro?encontra-se na estrutura cristalinado ferro?
d.) A solubilidade do carbono é maior na ferrita ou na austenita? Explique.d.) A solubilidade do carbono é maior na ferrita ou na austenita? Explique.
e.) Qual a composição dos aços quanto ao teor de carbono?e.) Qual a composição dos aços quanto ao teor de carbono?
f.) Como variam as propriedades mecânicas dos aços, como resistência, dureza e ductilidade, nos f.) Como variam as propriedades mecânicas dos aços, como resistência, dureza e ductilidade, nos 
aços de acordo com o teor de carbono?aços de acordo com o teor de carbono?
g.) Com base no diagrama Fe-C, qual a solubilidade máxima do carbono nos aços e a que g.) Com base no diagrama Fe-C, qual a solubilidade máxima do carbono nos aços e a que 
temperatura ocorre?temperatura ocorre?
h.) Com base no diagrama Fe-C, especifique as temperaturas e composições das reações eutética h.) Com base no diagrama Fe-C, especifique as temperaturas e composições das reações eutética 
e eutetóide.e eutetóide.
i.) Qual a diferença entre aços hipoeutetóides e hipereutetóides?i.) Qual a diferença entre aços hipoeutetóides e hipereutetóides?
j.) Como são as microestruturas características dos aços eutetóides, hipo e hiper eutetóides?j.) Como são as microestruturas características dos aços eutetóides, hipo e hiper eutetóides?
k.) Quais são as principais fases que podem estar presentes nos aços a temperatura ambiente, se k.) Quais são as principais fases que podem estar presentes nos aços a temperatura ambiente, se 
resfriados lentamente? Cite as principais propriedades mecânicas dessas fases.resfriados lentamente? Cite as principais propriedades mecânicas dessas fases.
l.) Use a regra das alavancas para determinar a fração da ferrita e da cementita na perlita.∝l.) Use a regra das alavancas para determinar a fração da ferrita e da cementita na perlita.∝
3) Responda as questões abaixo3) Responda as questões abaixo
2. Lista de Exercícios2. Lista de Exercícios
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a.)a.) Ferro α (ferrita) - possui a estrutura cúbica de corpo centrado (CCC) e é o estado em que 
encontramos o ferro a temperatura ambiente (até 910oC). O ferro α pode ou não ser magnético 
(magnético abaixo de 768 oC, que é o ponto Curie). Possui uma baixa dureza.
Ferro γ (austenita) - possui a estrutura cúbica de face centrada (CFC) e é encontrada a uma 
temperatura entre 910oC e 1390oC. Possui boa resistência mecânica e apreciável tenacidade além de não 
ser magnética.
Ferro δ - possui a estrutura cúbica de corpo centrado (CCC) e é encontrada a uma temperatura entre 
1390oC e 1534 oC.
 
b.) b.) Ferrita   estrutura CCC(cúbica de corpo centrado), magnética ate 768°Cɑ
c.) c.) O carbono forma uma solução sólida intersticial com o ferro, isto é, os átomos de carbono se 
colocam nos interstícios da estrutura cristalina do ferro. 
d.) d.) A máxima solubilidade no ferro α é 0,025%
 A máxima solubilidade no ferro γ é 2% (valor teórico)
Os interstícios variam de tamanho de acordo com a estrutura, isto é, os interstícios da estrutura CCC 
são menores do que os da estrutura CFC. 
Exemplo, no caso da liga ferro-carbono os raios máximos do interstícios no ferro corresponde a 0,36 
ângstrons para a estrutura CCC, e 0,52 ângstrons para a estrutura CFC.
http://www.gefmat.furg.br/material_did/materiais/Vitor/Disciplin/MatCons/ApostTT/relacao_entre_o_tamanho_do_atomoCCC.htm
http://www.gefmat.furg.br/material_did/materiais/Vitor/Disciplin/MatCons/ApostTT/relacao_entre_o_tamanho_do_atomoCFC.htm
2. Lista de Exercícios2. Lista de Exercícios
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e.) e.) Aço=Aço= 0,008 até 2,06% de Carbono 0,008 até 2,06% de Carbono
f.) f.) A presença de átomos de impureza causa deformações na rede cristalina do solvente restringindo o 
movimento das discordâncias e assim alterando as propriedades dos aços.
De acordo com o teor de carbono no aço as propriedades do aço melhoram.
Existem aços de baixo , médio e alto teor de carbono
Baixo carbono: possui baixa resistência e dureza e alta tenacidade e ductilidade. É usinável e soldável, 
além de apresentar baixo custo de produção. Geralmente, este tipo de aço não é tratado termicamente. 
Médio carbono: possui maior resistência e dureza e menor tenacidade e ductilidade do que o baixo 
carbono. Apresentam quantidade de carbono suficiente para receber tratamento térmico de têmpera e 
revenimento, embora o tratamento, para ser efetivo, exija taxas de resfriamento elevadas e em seções 
finas. 
Alto carbono: é o de maior resistência e dureza. Porém, apresentam menor ductilidade entre os aços 
carbono. Geralmente, são utilizados temperados ou revenidos, possuindo propriedades de manutenção 
de um bom fio de corte. 
 
2. Lista de Exercícios2. Lista de Exercícios
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g.) g.) 
 aproximadamente 2,1 %C da fase austenitica a 11480C
h.) h.) Reação eutética
A 1148°C ocorre a reação 
L (4.3% C) <=> γ (2.11% C) + Fe3C (6.7% C)
Reação eutetóide
A 727°C ocorre a reação 
γ (0.77% C) <=> α (0.022% C) + Fe3C (6.7% C)
i.) i.) A diferença esta na percentagem de carbono presente no aço, de 0,008 a 0,76٪ de carbono o aço e 
hipoeutetoide acima de 0,76 ate 2,14٪ de carbono o aço e hipereutetoide.
j.) j.) Eutetoide –perlita
 Hipo – ferrita(macia e dutil), cementita(dura e frágil)
 Hiper –ferrita proeutetoide + perlita.
2. Lista de Exercícios2. Lista de Exercícios
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k.) k.) 
Ferrita- ductil, baixa resistência mecânica,macia.
Cementita- dura e resistente.
Perlita- alta resistência mecânica,dureza,baixa ductilidade.
l.) l.) 
m.) m.) Ferrita. 
n.) n.) Cementita
2. Lista de Exercícios2. Lista de Exercícios
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4) Considere o diagrama Fe–C dado abaixo. Uma liga com 3,0 %C (% mássica) é fundida a 14004) Considere o diagrama Fe–C dado abaixo. Uma liga com 3,0 %C (% mássica) é fundida a 1400 ooC, sendo a C, sendo a 
seguir resfriada lentamente, em condições que podem ser consideradas como sendo de equilíbrio. Pergunta-se:seguir resfriada lentamente, em condições que podem ser consideradas como sendo de equilíbrio. Pergunta-se:
a) Qual é a temperatura de início de solidificação dessa liga?a) Qual é a temperatura de início de solidificação dessa liga?
b) Qual é a primeira fase sólida que se solidifica à temperatura definida no item (a)?b) Qual é a primeira fase sólida que se solidifica à temperatura definida no item (a)?
c) Qual é a temperatura na qual termina a solidificação dessa liga?c) Qual é a temperatura na qual termina a solidificação dessa liga?
d) A 1148d) A 1148ooC, quais são as fases presentes, as suas composições e as suas proporções relativas?C, quais são as fases presentes, as suas composições e as suas proporções relativas?
e) A 723e) A 723ooC, quais são os constituintes dessa liga, as suas composições e as suas proporções relativas?C, quais são os constituintes dessa liga, as suas composições e as suas proporções relativas?
2. Lista de Exercícios2. Lista de Exercícios
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a)a) 1300130000CC
β)β) γγ
c)c) 1148114800CC
d)d) 
fases -> a austenita e fase líquida. 
composições -> de cada fase, e as respectivas proporções relativas calculadas pela regra da alavanca são dadas abaixo.
 Fase Composição (%C) Proporção relativa (%)
Austenita 2,1 (4,3-3,0)/(4,3-2,1) = 0,5909 → 59,1% 
Líquida 4,3 (3,0-2,1)/(4,3-2,1) = 0,5909 → 40,9%
e)e) Fases -> cementita e a ferrita (ligeiramente inferior à temperatura da reação eutetóide)
Toda a ferrita está contida na perlita (microconstituinte eutetóide formado por uma mistura íntima de ferrita e 
cementita, originária da austenita, através de uma reação eutetóide).
Apenasparte da cementita está contida no microconstituinte eutetóide.
As proporções relativas de cementita e de ferrita podem ser calculadas pela regra da alavanca, como apresentado a 
seguir.
Fase Composição (%C) Proporção relativa (%) ferrita 0,022 (6,7-3,0)/(6,70-0,022) = 0,541 5,4% cementita →
6,70 (3,0-0,022)/(6,70-0,022) = 0,459 4,6%→
A proporção relativa da microestrutura perlítica, composta por ferrita e por cementita, pode se calculada pela regra 
da alavanca. Consideramos a microestrutura perlítica como sendo um constituinte, e fazemos o cálculo da regra da 
alavanca, como segue:
Composição (%C) Proporção relativa (%) perlita 0,7 (6,7-3,0)/(6,70-0,7) = 0,6239 62,4% cementita (fora da →
perlita) 
2. Lista de Exercícios2. Lista de Exercícios
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2. Lista de Exercícios2. Lista de Exercícios
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Ferrita (α):
 
estrutura cúbica existente:____CCC_______
b) solubilidade máxima de carbono (teor %): _0,022% até temperatura de 727_0­­C
 c) propriedades mecânicas:____MOLE_________ 
 
Austenita (γ):
 
a)estrutura cúbica existente:____CFC__________
b) solubilidade máxima de carbono (teor %): _2,1_% até temperatura de _1148__0­­C
c) forma estável do ferro puro a temperatura entre _9120­­C a _13940­­C
 d) propriedades mecânicas:______BOAS_________ 
 
Ferrita (δ):
 
a)estrutura cúbica existente:____CCC___________
b) forma estável até a temperatura de _1534__0­­C 
c)possui alguma aplicação tecnológica ::NAO
 
Cementita (Fe3C):
 
a)forma-se quando o limite de solubilidade de carbono é__6,7%c_
b) forma estável até a temperatura de _1148_0­­C 
 c) propriedades mecânicas:_____FRAGIL__________ 
 
Perlita
 
a)quais as microestruturas que formam a perlita:__FERRITA__CEMENTITA___
b) as lamelas claras se refere a:__FERRITA e as lamelas escuras a ___CEMENTITA_
c) propriedades mecânicas:_______BOAS________ 
2. Lista de Exercícios2. Lista de Exercícios
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6) Calcular a proporção de ferrita e perlita no ponto f desta liga 
hipoeutetóide. Admitir sendo C0 = 0,35 % C. 
OBS: utilize as informações da folha anexa para se efetuar os cálculos. 
 
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1. Lista de Exercícios1. Lista de Exercícios
3. Lista de Exercícios3. Lista de Exercícios
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1) Usando o diagrama de transformação (TTT) por resfriamento contínuo para a liga 1) Usando o diagrama de transformação (TTT) por resfriamento contínuo para a liga 
ferro-carbono, indique nas 4 curvas de resfriamento contínuo:ferro-carbono, indique nas 4 curvas de resfriamento contínuo:
a) as seguintes microestruturas nas curvas A, B, C e D;a) as seguintes microestruturas nas curvas A, B, C e D;
b) quais tratamentos térmicos referem-se as curvas A,B,C e D.b) quais tratamentos térmicos referem-se as curvas A,B,C e D.
a)a) EstruturaEstrutura
a)a) MartensitaMartensita
b)b) Martensita + Martensita + 
bainitabainita
c)c) Martensita + Martensita + 
bainita+perlitabainita+perlita
+ferrita+ferrita
d)d) Perlita+ Perlita+ 
ferritaferrita
b)b) TratamentoTratamento
a)Temperaa)Tempera
b) Temperab) Tempera
c)Temperac)Tempera
d) normalizaçãod) normalização
3. Lista de Exercícios3. Lista de Exercícios
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2) Usando o diagrama de transformação (TTT) por resfriamento contínuo para a liga 2) Usando o diagrama de transformação (TTT) por resfriamento contínuo para a liga 
ferro-carbono, indique nas 3 curvas de resfriamento contínuo as microestruturas ferro-carbono, indique nas 3 curvas de resfriamento contínuo as microestruturas 
formadas?formadas?
MartensitaMartensita
Perlita + Perlita + 
Bainita+ Bainita+ 
MartensitaMartensita
PerlitaPerlita
3. Lista de Exercícios3. Lista de Exercícios
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3) Usando o diagrama de transformação (TTT) por resfriamento contínuo para a liga 3) Usando o diagrama de transformação (TTT) por resfriamento contínuo para a liga 
ferro-carbono, indique nas 3 curvas de resfriamento contínuo as microestruturas ferro-carbono, indique nas 3 curvas de resfriamento contínuo as microestruturas 
formadas?formadas?
MartensitaMartensita
BainitaBainita
Ferrita + Perlita Ferrita + Perlita 
+ Bainita+ Bainita
3. Lista de Exercícios3. Lista de Exercícios
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4) Explique para cada tratamento térmico: recozimento, normalização, têmpera e revenido:4) Explique para cada tratamento térmico: recozimento, normalização, têmpera e revenido:
a) objetivo (finalidade)a) objetivo (finalidade)
b) metodologia (temperatura de tratamento, encharque e velocidade de resfriamentob) metodologia (temperatura de tratamento, encharque e velocidade de resfriamento
c) Aplicaçõesc) Aplicações
5) Explique porque estes fatores influenciam as curvas do diagrama TTT?5) Explique porque estes fatores influenciam as curvas do diagrama TTT?
composição química ( teor de carbono e elemento de liga)composição química ( teor de carbono e elemento de liga)
tamanho do grão austeníticotamanho do grão austenítico
6) Explique como a 6) Explique como a martensitamartensita da liga Fe-C é obtida através de um resfriamento rápido a da liga Fe-C é obtida através de um resfriamento rápido a 
partir da temperatura de austenitização, relacionando com o processo de saída do partir da temperatura de austenitização, relacionando com o processo de saída do 
carbono de dentro da célula CFC (figura) para formar uma célula tetragonal de corpo carbono de dentro da célula CFC (figura) para formar uma célula tetragonal de corpo 
centrado.centrado. 
Teoria, tirar a apostilaTeoria, tirar a apostila
Teoria, tirar a apostilaTeoria, tirar a apostila
Teoria, tirar a apostilaTeoria, tirar a apostila
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7) Usando o diagrama de 7) Usando o diagrama de transformação tempo-temperaturatransformação tempo-temperatura para uma para uma liga de ferro-carbono liga de ferro-carbono 
com composição com composição eutetóideeutetóide, especifique a , especifique a natureza da microestrutura finalnatureza da microestrutura final (em termos de (em termos de 
microconstituintes presentes) para uma pequena amostra que foi submetida aos seguintes microconstituintes presentes) para uma pequena amostra que foi submetida aos seguintes 
tratamentos tempo-temperatura. Para cada caso, suponha que a amostra se encontra tratamentos tempo-temperatura. Para cada caso, suponha que a amostra se encontra 
inicialmente a uma temperatura de 800inicialmente a uma temperatura de 80000C e que ela tenha sido mantida a essa temperatura C e que ela tenha sido mantida a essa temperatura 
por tempo suficiente para que atingisse uma completa e homogênea temperatura austenítica.por tempo suficiente para que atingisse uma completa e homogênea temperatura austenítica.
a) Resfriamento rápido até 300a) Resfriamento rápido até 30000C de 1s, manutenção dessa temperatura por 10C de 1s, manutenção dessa temperatura por 1033s s 
(isotérmico), seguido por um resfriamento lento por 10(isotérmico), seguido por um resfriamento lento por 1044s até temperatura ambiente.s até temperatura ambiente.
b) Resfriamento rápido até 680b) Resfriamento rápido até 68000C, manutenção dessa temperatura por 10C, manutenção dessa temperatura por 1044s (isotérmico), s (isotérmico), 
seguido por um resfriamento lento por 10seguido por um resfriamento lento por 1055s até temperatura ambiente.s até temperatura ambiente.
c) Resfriamento lento continuo até temperatura ambiente por 10c) Resfriamento lento continuo até temperatura ambiente por 1055s.s.
3. Lista de Exercícios3.Lista de Exercícios
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aa
bb
cc
a 50% bainitaa 50% bainita
b 100% b 100% 
perlita grossaperlita grossa
c) 100% c) 100% 
perlita grossaperlita grossa
3. Lista de Exercícios3. Lista de Exercícios
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8) Usando o diagrama de 8) Usando o diagrama de transformação tempo-temperaturatransformação tempo-temperatura para uma para uma liga de ferro-carbono liga de ferro-carbono 
com composição com composição eutetóideeutetóide, especifique a , especifique a natureza da microestrutura finalnatureza da microestrutura final (em termos (em termos 
de microconstituintes presentes) para uma pequena amostra que foi submetida aos de microconstituintes presentes) para uma pequena amostra que foi submetida aos 
seguintes tratamentos tempo-temperatura. Para cada caso, suponha que a amostra se seguintes tratamentos tempo-temperatura. Para cada caso, suponha que a amostra se 
encontra inicialmente a uma temperatura de 800encontra inicialmente a uma temperatura de 80000C e que ela tenha sido mantida a essa C e que ela tenha sido mantida a essa 
temperatura por tempo suficiente para que atingisse uma completa e homogênea temperatura por tempo suficiente para que atingisse uma completa e homogênea 
temperatura austenítica.temperatura austenítica.
a)a) Resfriamento rápido continuo por 8s até temperatura ambiente.Resfriamento rápido continuo por 8s até temperatura ambiente.
b) Resfriamento rápido até 575b) Resfriamento rápido até 57500C, manutenção dessa temperatura por 40s, resfriamento C, manutenção dessa temperatura por 40s, resfriamento 
lento até 200lento até 20000C.C.
c) Resfriamento rápido até 400c) Resfriamento rápido até 40000C até 1s, manutenção dessa temperatura por 12s, C até 1s, manutenção dessa temperatura por 12s, 
resfriamento rápido até 10resfriamento rápido até 1022s até temperatura ambiente.s até temperatura ambiente.
d) Resfriamento rápido até 300d) Resfriamento rápido até 30000C, manutenção dessa temperatura por 10C, manutenção dessa temperatura por 1044s, resfriamento s, resfriamento 
lento até 10lento até 1055 segundos. segundos.
3. Lista de Exercícios3. Lista de Exercícios
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aa
cc
dd
bb
a 90% martensitaa 90% martensita
b 100% perlita finab 100% perlita fina
c 25% bainita superior+ c 25% bainita superior+ 
90% martensita90% martensita
d 100% bainita inferiord 100% bainita inferior
3. Lista de Exercícios3. Lista de Exercícios
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AERONÁUTICA
9) 9) Usando o diagrama de transformação tempo-temperatura para uma liga de ferro-carbono com Usando o diagrama de transformação tempo-temperatura para uma liga de ferro-carbono com 
composição hipereutetóide de 1,13%C , especifique a natureza da microestrutura final (em composição hipereutetóide de 1,13%C , especifique a natureza da microestrutura final (em 
termos de microconstituintes presentes) para uma pequena amostra que foi submetida aos termos de microconstituintes presentes) para uma pequena amostra que foi submetida aos 
seguintes tratamentos tempo-temperatura. Para cada caso, suponha que a amostra se seguintes tratamentos tempo-temperatura. Para cada caso, suponha que a amostra se 
encontra inicialmente a uma temperatura de 860encontra inicialmente a uma temperatura de 86000C e que ela tenha sido mantida a essa C e que ela tenha sido mantida a essa 
temperatura por tempo suficiente para que atingisse uma completa e homogênea temperatura temperatura por tempo suficiente para que atingisse uma completa e homogênea temperatura 
austenítica.austenítica.
a) Cementita + perlita grossaa) Cementita + perlita grossa
b) Martensita 90%b) Martensita 90%
c) 50% Perlita fina + 100% bainita inferior c) 50% Perlita fina + 100% bainita inferior 
3. Lista de Exercícios3. Lista de Exercícios
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bb cc
aa
3. Lista de Exercícios3. Lista de Exercícios
a Resfriamento lento continuo até a Resfriamento lento continuo até 
temperatura ambiente por 10temperatura ambiente por 1066s.s.
b Resfriamento rápido continuo por b Resfriamento rápido continuo por 
0,4s até temperatura ambiente.0,4s até temperatura ambiente.
c Resfriamento rápido até 543c Resfriamento rápido até 54300C C 
por 0,1s, manutenção dessa por 0,1s, manutenção dessa 
temperatura por 1s, resfriamento temperatura por 1s, resfriamento 
rápido até 290rápido até 29000C, manutenção C, manutenção 
dessa temperatura por 10dessa temperatura por 1044s e s e 
resfriamento por 10resfriamento por 1055s até s até 
temperatura ambiente.temperatura ambiente.
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10) 10) Coloque os aços abaixo por ordem decrescente de resistência:Coloque os aços abaixo por ordem decrescente de resistência:
-0.3wt%C esferoidita-0.3wt%C esferoidita
-0.3wt%C perlita grosseira-0.3wt%C perlita grosseira
-0.6wt%C perlita fina-0.6wt%C perlita fina
-0.6wt%C perlita grosseira-0.6wt%C perlita grosseira
-0.6wt%C bainita-0.6wt%C bainita
-0.9wt%C martensita-0.9wt%C martensita
-1.1wt%C martensita........-1.1wt%C martensita........
Resposta Resposta 
1.1wt%C martensita1.1wt%C martensita
0.9wt%Cmartensita0.9wt%Cmartensita
0.6wt%C bainita0.6wt%C bainita
0.6wt%C perlita fina0.6wt%C perlita fina
0.6wt%C perlita grosseira0.6wt%C perlita grosseira
0.3wt%C perlita grosseira0.3wt%C perlita grosseira
0.3wt%C esferoidita0.3wt%C esferoidita
3. Lista de Exercícios3. Lista de Exercícios
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11) Peças de um aço com 0,77% C (eutectóide) são aquecidas durante 1 hora a 850 °C e depois 11) Peças de um aço com 0,77% C (eutectóide) são aquecidas durante 1 hora a 850 °C e depois 
são submetidas aos tratamentos térmicos da lista abaixo indicada. Usando o diagrama TTT-TI da são submetidas aos tratamentos térmicos da lista abaixo indicada. Usando o diagrama TTT-TI da 
figura determine a microestrutura das peças após cada tratamento. figura determine a microestrutura das peças após cada tratamento. 
a) Têmpera em água até à temperatura ambiente a) Têmpera em água até à temperatura ambiente 
b) Arrefecimento em banho de sais até 680 °C, manutenção durante 2 horas, seguida de b) Arrefecimento em banho de sais até 680 °C, manutenção durante 2 horas, seguida de 
arrefecimento em água. arrefecimento em água. 
c) Arrefecimento em banho de sais até 570 °C, manutenção durante 3 minutos, seguida de c) Arrefecimento em banho de sais até 570 °C, manutenção durante 3 minutos, seguida de 
arrefecimento em água. arrefecimento em água. 
d) Arrefecimento em banho de sais até 400 °C, manutenção durante 1 hora, seguida de d) Arrefecimento em banho de sais até 400 °C, manutenção durante 1 hora, seguida de 
arrefecimento em água. arrefecimento em água. 
e) Arrefecimento em banho de sais até 300 °C, manutenção durante 1 minuto, seguida de e) Arrefecimento em banho de sais até 300 °C, manutenção durante 1 minuto, seguida de 
arrefecimento em água. arrefecimento em água. 
 f) Arrefecimento em banho de sais até 300 °C, manutenção durante 2 horas, seguida de f) Arrefecimento em banho de sais até 300 °C, manutenção durante 2 horas, seguida de 
 arrefecimento em água. arrefecimento em água. 
3. Lista de Exercícios3. Lista de Exercícios
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aa
ee
bb
dd
cc
ff
3. Lista de Exercícios3. Lista de Exercícios
a 90% martersitaa 90% martersita
b 100% perlita grossab 100% perlita grossa
c 100% perlita finac 100% perlita fina
d 100% bainita superiord 100% bainita superior
e 50% bainita inferior + e 50% bainita inferior + 
martensitamartensita
f 100% bainita inferiorf 100% bainita inferior
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12.)Responda
a) - A formação da martensita depende do tempo?
b) - Por que a martensita não aparece no diagrama de equilíbrio Fe-C?
c) - A martensita é mais facilmente obtida num aço hipo ou hipereutetóide?
d) Quais são as principais fases que podem estar presentes nos aços a temperatura ambiente,
se resfriados lentamente? Cite as principais propriedades mecânicas dessas fases.
e) Diferencie as propriedades da martensita e da martensita revenida, dizendo como podem
ser obtidas.
f) Qual o microconstituinte mais mole dos aços?
g) Qual o microconstituinte mais duro dos aços?
h) Quais são os principais fatores que modificam a posição das curvas TTT?
i) Alto teor de carbono favorece ou dificulta a formação da martensita? E da perlita?
j) Tamanho de grão grande favorece ou dificulta a formação da martensita? E da perlita? 
Justifique.
k) Quais o efeito dos elementos de liga na formação da martensita e da perlita?
l) É possível obter um aço com estrutura austenítica a temperatura ambiente?
m) É possível obter um aço com estrutura martensítica por resfriamento lento?
n) A transformação martensítica nos aços ocorre com aumento ou diminuição de volume? Qual o 
efeito disso no material?
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12.) Responda
a)Como a martensita não envolve difusão, a sua formação ocorre instantaneamente (independente do 
tempo, por isso na curva TTT a mesma corresponde a uma reta)
b) Tem estrutura tetragonal cúbica. Assim, é uma fase metaestável, por isso não aparece no 
diagrama.
c) Quanto o maior teor de carbono em um aço, maior a probabilidade de formar a martensita, 
portanto aço hipereutetóide forma mais facilmente as matensita.
d) Ferrita- ductil, baixa resistência mecânica,macia.
Austenita- media resistência mecânica, media dureza, media ductilidade.
Cementita- dura e resistente.
Perlita- alta resistência mecânica,dureza,baixa ductilidade.
e) Martensita: É uma solução sólida supersaturada de carbono (não se forma por difusão); 
microestrutura em forma de agulhas; é dura e frágil (dureza: 63-67 Rc); tem estrutura tetragonal 
cúbica (é uma fase metaestável, por isso não aparece no diagrama). Na martensita todo o carbono 
permanece intersticial, formando uma solução sólida de ferro supersaturada com carbono, que é 
capaz transformar-se em outras estruturas, por difusão, quando aquecida. É obtida quando se 
resfria aço austenítico rapidamente até a temperatura ambiente.
Martensita revenida: É obtida pelo reaquecimento da martensita (fase alfa + cementita). Neste 
processo, a dureza cai; os carbonetos precipitam e formam de agulhas escuras
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12.) Responda
f) Ferrita
g) No equilibrio a cementita e fora do equilíbrio a martensita
h) Composição química; tamanho de grão da austenita; homogeneidade da austenita.
i) Quanto menor o teor de carbono (abaixo do eutetóide) mais difícil de obter estrutura 
martensítica. A percentagem de perlita será tanto menor quanto menor for o teor de carbono, 
anulando-se quanto este cair abaixo de 0.020%.
j) Quanto maior os tamanhos de grão mais para a direita deslocam-se as curvas TTT, e o tamanho 
de grão grande dificulta a formação da perlita, já que a mesma inicia-se no contorno de grão. Então, 
tamanho de grão grande favorece a formação da martensita
k) Quanto maior o teor e o número dos elementos de liga, mais numerosas e complexas são as 
reações. Todos os elementos de liga (exceto o Cobalto) deslocam as curvas para a direita, 
retardando as transformações. Facilitam a formação da martensita. Como conseqüência: em 
determinados aços pode-se obter martensita mesmo com resfriamento lento
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12.) Responda
l) No aço AISI 1321 cementado, as linhas Mi e Mf são abaixadas. Neste aço a formação da 
martensita não se finaliza, levando a se ter austenita residual a temperatura ambiente.
m) Sim.
Use as curvas TTT para um aço eutetóide para especificar o microconstituinte através de um 
resfriamento isotermico. Assuma que o resfriamento inicia-se a 7600C.
Resfriado rapidamente até 3000C, permanecendo por 20 segundos e então resfriado rapidamente 
em água, forma-se a Martensita.
n) Ocorre aumento de volume por causa da transformação de ordem estrutural no retículo 
cristalino do aço ( de austenita  para martensita)  e porque a martensita ocupa maior volume, 
ocorre  uma conseqüentemente variação nas dimensões da peça, conhecida genericamente por 
distorção.