Diagrama de fases Fe-c

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4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
Ferros 
Família dos aços 
Família dos ferros fundidos 
Soluções sólidas: 
 Ferro  
 Austenita  
 Ferrita  
Composto estequiométrico: 
 Cementita Fe3C 
Reações: 
 peritética 
 eutética 
 eutetóide 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
 
fofos aços 
Fe 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
Soluções sólidas: 
Ferro : 
solução sólida de C em FeCCC 
Austenita : 
solução sólida de C em FeCFC 
(máxima solubilidade: 2,11%C a 1148oC) 
Ferrita : 
solução sólida de C em FeCCC 
(máxima solubilidade: 0,02%C a 727oC) 
 
Composto estequiométrico: 
Cementita Fe3C 
93,33%Fe e 6,67%C 
 Fe C Fe3C 
55,5 x 3 = 166,5 + 12 = 188,5 
%C na Fe3C = 12 / 189,5 * 100 = 6,67 % 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
Característica das soluções sólidas do sitema Fe C: 
 Ferro  
solução sólida de C em FeCCC 
 Austenita  
solução sólida de C em FeCFC 
 
 
 Ferrita  
solução sólida de C em FeCCC 
 
 O espaço intersticial na rede do FeCFC é maior que no 
FeCCC, assim pode-se acomodar mais C no FeCFC (limite de 
solubilidade maior). 
 As soluções sólidas são relativamente moles e dúcteis, 
mas mais fortes que o Fe puro devido ao reforço na 
resistência pelo reforço de C. 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
 
 FERRITA AUSTENITA 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
FORMAS ALOTRÓPICAS DO FERRO 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
Exemplo 12: Calcule o tamanho dos sítios intersticiais do átomo de 
carbono em , , e . Para estes resultados explique a diferença da 
máxima solubilidade do carbono em cada fase. Os raios atômicos são 
mostrados na Tabela 1. 
Átomo Estrutura Raio (nm) 
 cristalina 
Fe  0,124 
Fe  0,129 
Fe  0,127 
C 0,071 
Tabela 1: Tamanho dos átomos do aço, dependendo da estrutura 
cristalina 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
Células unitárias do aço CFC e CCC, incluindo os sítios intersticiais do carbono 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
Exemplo 12: Calcule o tamanho dos sítios intersticiais do átomo de 
carbono em , , e . Para estes resultados explique a diferença da 
máxima solubilidade do carbono em cada fase. Os raios atômicos são 
mostrados na Tabela 1. 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
FeCCC maior sítio intersticial 1/2, 0, 1/4 
RFe/rinterstício= ? 
 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
Exemplo 12: Calcule o tamanho dos sítios intersticiais do átomo de 
carbono em , , e . 
(RFe+rintersticial)
2=(a0/4)
2 + (a0/2)
2 
 = (5/16) a0
2 
 = (5/16) (4RFe/3
½) 
 RFe+rintersticial = 5
½RFe /3
½ 
 
 rintersticial = 0,291 
 RFe 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
FeCFC maior sítio intersticial 1/2, 0, 0 
RFe/rinterstício= ? 
 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
Exemplo 12: Calcule o tamanho dos sítios intersticiais do átomo de 
carbono em , , e . 
2RFe+2rintersticial=a0
 
 = 4RFe/2
½ 
 RFe+rintersticial = 2
½RFe 
 
 
 rintersticial = 0,414 
 RFe 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
Reações: 
Peritética:  + L   
temperatura peritética: 1495°C 
composição peritética: 0,25%C 
ponto peritético: 1495°C e 0,25%C 
 
Eutética: L   + Fe3C 
temperatura eutética: 1148°C 
composição eutética: 4,3%C 
ponto eutético: 1148°C e 4,3%C 
 
Eutetóide:    + Fe3C 
temperatura eutetóide: 727°C 
composição eutetóide: 0,77 %C 
ponto eutetóide: 727°C e 0,77%C 
 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
 
6,67 
Reação eutetóide:  0,77%C  0,02%C + Fe3C 6,67%C 
a 727°C 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
Grão e estrutura da perlita (a) redistribuição do carbono no aço, (b) micrografia da perlita 
lamelar. 
Reação eutetóide:  0,77%C   0,02%C + Fe3C 6,67%C 
PERLITA 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
 
Exemplo 13: Calcule o percentual de cementita e ferrita na perlita, quando 
de sua formação a 727°C. 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
Ciência dos Materiais-DEMAT-EE-UFRGS 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
 
Exemplo 13: Calcule o percentual de cementita e ferrita na perlita, quando 
de sua formação a 727°C. 
 
 
 
% de  = 6,67- 0,77 * 100= 88,7% 
 6,67- 0,02 
 
% de Fe3C = 0,77 - 0,02 * 100 = 11,3% 
 6,67 - 0,02 
0,02 
0,77 
6,67 
Regra da alavanca 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
100% PERLITA a 
727°C 
   + Fe3C 
 
100% 100% 
Reação eutetóide:  0,77%C   0,02%C + Fe3C 6,67%C 
PERLITA 
0% PERLITA a 
727°C 
   + Fe3C 
 
 0% 0% 
0% PERLITA a 
727°C 
   + Fe3C 
 
 0% 0% 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
 
Aço de composição eutetóide 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
Formação da perlita 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
 
Aço de composição eutetóide 
100% perlita 
 
Eutetóide:    + Fe3C 
 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
Microestrutura de um aço 100% perlítico 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
 
Exemplo 14: Para uma liga FeC com 0,01%C determine as fases presentes, 
proporção e composição de cada fase para as temperaturas de 1000°C, 
727°C e 400°C.Desenhe a microestrutura esperada. 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
 
Exemplo 14: Para uma liga FeC com 0,01%C determine as fases presentes, 
proporção e composição de cada fase para as temperaturas de 1000°C, 
727°C e 400°C.Desenhe a microestrutura esperada. 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
B 
A 
C 
B - 727°C 
Fases Presentes:  
 Composição das Fases: 
  0,01% C 
 
 
 Proporção das Fases: 
 %  = 100%  
 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
 
Exemplo 14: Para uma liga FeC com 0,01%C determine as fases presentes, 
proporção e composição de cada fase para as temperaturas de 1000°C, 
727°C e 400°C.Desenhe a microestrutura esperada. 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
B 
A 
C 
C - 400°C 
 
 Proporção das Fases: 
 %  = 6,67-0,01 *100 = 99,85% 
 6,67 
 % Fe3C = 0,01 *100= 0,15% 
 6,67 
 
Fases Presentes:  
 Fe3C 
 Composição das Fases: 
  0,0001% C 
 Fe3C 6,67% C 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
 
Exemplo 14: Para uma liga FeC com 0,01%C determine as fases presentes, 
proporção e composição de cada fase para as temperaturas de 1000°C, 
727°C e 400°C.Desenhe a microestrutura esperada. 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
B 
A 
C 
4-6 DIAGRAMA DE FASES 
 
Exemplo 14: Para uma liga FeC com 0,01%C determine as fases presentes, 
proporção e composição de cada fase para as temperaturas de 1000°C, 
727°C e 400°C.Desenhe a microestrutura esperada. 
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C 
B 
A 
C  
 
 
 
 
 
 
 
 
Fe3C 
4-6 DIAGRAMA DE FASES