Aula 1 - Aços

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ 
Campus Itabira 
EMT012 - Aços 
Aula 1: Definições e 
diagrama de equilíbrio ferro-
carbono 
1 Professora: Ana Cristina T. Cabral 
Ementa 
• Aços carbono e aços liga. 
• Definições e diagrama de equilíbrio ferro-
carbono. 
• Cinética de transformações de fases. 
• Tratamentos térmicos dos aços. 
• Tipos de aços. 
• Ferros fundidos. 
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Objetivos 
• Dar conhecimento aos tipos de aços e suas 
propriedades. 
• Capacidade de leitura e interpretação em 
diagrama de fases Fe-C no equilibrio 
termodinâmico. 
• Relacionamento entre microestrutura e diagrama 
de fases e entendimento do processo de 
solidificação. 
• Cinética de transformações de fases ocorridas no 
sistema Fe-C. 
• Tratamento térmico dos aços. 
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Avaliações 
• 02 provas de 35,0 pontos cada. 
P1 – dia 07/10 
P2 – dia 25/11 
• 02 seminários de 15,0 pontos cada. 
S1 – dia 08/10 
S2 – dia 26/11 
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Definições 
• Aços ou ligas ferrosas: 
Compõem cerca de 90% da produção 
mundial de metais. 
 
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Definições 
• Utilizado em aplicações de engenharia que 
não possuem restrições quanto ao peso dos 
componentes devido: 
Minério de ferro ser abundante; 
Baixo preço; 
Facilidade de produção; 
Resistência mecânica; 
Tenacidade; 
Ductilidade. 
 
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Definições 
• São ligas baseadas em sistemas Fe-C que 
incluem: 
Aços carbono planos; 
Aços ligados; 
Aços ferramenta; 
Aços inoxidáveis; 
Ferros fundidos. 
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Definições 
• De acordo com Chiaverini: 
“Aço é a liga ferro carbono contendo 
geralmente 0,008% até aproximadamente 
2,11% de carbono, além de certos elementos 
residuais, resultantes dos processos de 
fabricação” 
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Definições 
• Existem dois tipos fundamentais de aços: 
Aço carbono → liga ferro-carbono contendo 
geralmente 0,008% até cerca de 2,11% de 
carbono, além de certos elementos residuais 
resultantes dos processos de fabricação. 
Aço liga → aço-carbono que contém outros 
elementos de liga ou apresenta os elementos 
residuais em teores acima dos que são 
considerados normais. 
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Definições 
• Os aços carbono podem ser subdivididos em: 
Aços de baixo teor de carbono: com C inferior a 
0,2%; 
Aços de médio carbono: com C entre 0,2 e 0,5%; 
Aços de alto teor de carbono: com C acima de 
0,5%. 
• Os aços liga podem ser divididos em 2 grupos: 
Aços de baixo teor de ligas: elementos de liga 
abaixo de 8%; 
Aços de alto teor de ligas: elementos de liga 
acima de 8%. 10 
Alotropia do ferro 
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Alotropia do ferro 
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Soluções sólidas de ferro 
• Solução sólida intersticial: os átomos de soluto 
se alojam nos espaços vazios da matriz; 
• Solução sólida substitucional: os átomos de 
soluto podem substituir uma fração dos átomos 
da matriz. Para ser formada, além de 
compatibilidade eletroquímica, o tamanho dos 
átomos do soluto e da matriz devem ser 
próximos (± 15%). 
 
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Soluções sólidas de ferro 
• O ferro apresenta vãos octraédricos e 
tetraédricos em suas estruturas CCC e CFC. 
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Soluções sólidas de ferro 
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Soluções sólidas de ferro 
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Diagrama de equilíbrio Fe-C 
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Diagrama de fase Fe-C 
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Diagrama de fase Fe-C 
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Pontos relevantes do diagrama Fe-Fe3C 
• Linha A1; 
• Linha A2; 
• Linha A3; 
• Linha Acm; 
• Linha A4; 
• Linha 
liquidus; 
• Linha 
solidus. 20 
Efeito do resfriamento e aquecimento nas linhas 
de transformação 
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Reações invariantes 
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Determinação das frações volumétricas das fases 
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Determinação das frações volumétricas das fases 
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Determinação das frações volumétricas das fases 
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Determinação das frações volumétricas das fases 
Efeito da velocidade de resfriamento na fração 
volumétrica da ferrita e perlita 
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Efeito da velocidade de resfriamento na fração 
volumétrica da ferrita e perlita 
Exercícios 
1- Para um aço com 0,25% C, calcular as frações volumétricas das fases 
presentes a: 
a) 1560 ⁰C 
b) 1495 ⁰C 
c) 1000 ⁰C 
d) 750 ⁰C 
e) 500 ⁰C 
2- Para um aço com 1% C, calcular as frações volumétricas das fases 
presentes a: 
a) 1500⁰C 
b) 1400 ⁰C 
c) 1100 ⁰C 
d) 750 ⁰C 
e) 500 ⁰C 
 
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Exercícios 
3- Porque os aços são muito utilizados no mundo? 
4- Dê uma definição para “aços” com suas palavras. 
5- Diferencie aço carbono de aço liga e descreva suas 
subdivisões. 
6- Diferencie alotropia de polimorfismo. 
7- Diferencie as formas alotrópicas do ferro. 
8- Diferencie uma solução sólida intersticial de uma 
substitucional. 
9- Que tipo de solução sólida é o aço. Justifique sua resposta. 
10- Porque a solubilidade do carbono é baixa no ferro. 
11- Qual a diferença entre o diagrama de equilíbrio e o diagrama 
de fase Fe-C. 
 
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Exercícios 
12- Porque a solubilidade do carbono é maior na ferrita delta 
que na ferrita alfa. 
13- Quais são as fases presentes no diagrama de fase Fe-C. 
14- Descreva as reações invariantes presentes no diagrama de 
fase Fe-C. 
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