diagrama de fase

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Centro Universitário da Fundação 
Educacional de Barretos
Propriedade e Aplicação dos Materiais
Prof.: Luciano H. de Almeida
Sistema Ferro - Carbono
Sistema Ferro - Carbono
� Aços ≠ ferros fundidos.
� α - ferrita α, solução sólida de carbono em ferro na
estrutura cúbica de corpo centrado, estável na temperatura
ambiente.
� γ - austenita, solução sólida de carbono em ferro na
estrutura cúbica de face centrada, instável na temperaturaestrutura cúbica de face centrada, instável na temperatura
ambiente.
� δ - ferrita δ, solução sólida de carbono em ferro na
estrutura cúbica de corpo centrado, instável na temperatura
ambiente.
� Fe3C - cementita ou carbeto de ferro, solução sólida de
carbono em ferro em estrutura ortorrômbica com 12 átomos
de ferro e 4 átomos de carbono por célula unitária, estável
na temperatura ambiente.
Sistema Ferro - Carbono
� Aço� concentrações entre 0,05 e 2,00 %p.
C
� Na pratica aço contem menos de 1 %p. C
� Ferro fundido� concentrações entre 2,00 e
4,50 %p. C
� Ferro fundido comercial contém menos que
4,5 %p. C
Sistema Ferro - Carbono
Microconstituinte Fases Arranjo das Fases Propriedades Mecânicas
Esferoidita Ferrita + Fe3C
Pequenas esferas de Fe3C na matriz 
Ferrita Mole e dúctil
Perlita grosseira Ferrita + Fe3C
Camadas alternadas de Ferrita e Fe3C 
relativamente grossas
Dura e resitente como a esferoidita, 
porém menos dúctil
Pelita fina Ferrita + Fe3C
Camadas alternadas de Ferrita e Fe3C 
relativamente finas
Dura e resitente como a perlita 
grosseira, porém menos dúctilPelita fina Ferrita + Fe3C relativamente finas grosseira, porém menos dúctil
Bainita Ferrita + Fe3C
Partículas muito finas e alongadas de 
Fe3C na matriz ferrita
Dureza e resistência maior que a perlita 
fina; dureza menor que a martensita e 
ductilidade maior
Martensita revenida Ferrita + Fe3C
Pequenas esferas de Fe3C na matriz 
ferrita
Resistente, muito mais dúctil que a 
martensita
Martensita Tetragonal de corpo 
centrado Grãos em forma de agulhas Muito dura e frágil
Sistema Ferro - Carbono
� Aço carbono = aço comum
� Aço baixa liga = menos de 5 % de
elementos que não o carbono
� Baixo custo
Suficientemente dúcteis para serem conformadas� Suficientemente dúcteis para serem conformadas
� Produto forte e durável
� Designação (AISI-SAE)
� Dois primeiros nº elementos de liga
� Dois últimos conteúdo médio de carbono
(centésimos)
Sistema Ferro - Carbono
� Aço de alta resistência e baixa liga => cerca
de 1% p de elementos Mn, P, Si, Cr, Ni, Mo
� Alta resistência devido a seleção da liga e
processamento controlado cuidadosamente
� Possuem elevada resistência� Possuem elevada resistência
� LRT > 600 MPa
� LE > 380 MPa
� %EL de 15 a 25%
� Maior resistência a corrosão
� Aplicação resistência estrutural é crítica
� Torres, vasos de pressão
Sistema Ferro - Carbono
� Aço de alta liga => mais do que 5 % p de
outros elementos que não o carbono
� Aplicações específicas
� Aços inoxidáveis � resistente a atmosfera corrosiva
� Mínimo de 4%p. de Cr, em geral acima de 10 %p. Cr� Mínimo de 4%p. de Cr, em geral acima de 10 %p. Cr
� Austeníticos = austenita retida, 3 -20%p Ni, mais resistentes
a corrosão (vasos criogênicos, componentes de
processamento químico e de comida)
� Ferríticos = Sem Ni, menor custo (componentes de exaustão
de automotivos, câmaras de combustão)
� Martensíticos = tratados termicamente (cutelaria, ferramentas
cirúrgicas, peças de jatos)
� Ferríticos e Austeníticos �endurecidos e fortalecidos por
trabalho a frio, não podem ser tratados termicamente
Sistema Ferro - Carbono
� Aço de alta liga => mais do que 5 % p de
outros elementos que não o carbono
� Aços ferramentas � elevada dureza para cortar,
conformar e modelar outro material
� Grandes quantidades de elementos de liga (W, Mo, Cr)� Grandes quantidades de elementos de liga (W, Mo, Cr)
� Dureza mantida em temperaturas maiores
� Superligas� estabilidade em altas temperaturas
� Aplicação em motores a jato de aeronaves
� Custo elevado
Revisão
1 – Calcule a quantidade
de cementita proeutetóide
nos contornos de grãos
em 1 kg do aço hipereutetóideem 1 kg do aço hipereutetóide
com 1,3 % p C
2 – Para 1 kg de ferro cinzento contendo 3 % p C,
calcule a quantidade de flocos de grafite presentes
na microestrutura a 1153 ºC e a temperatura
ambiente.
Revisão
3 – A partir dos dados do exercício anterior,
desenhe um gráfico da quantidade de grafite em
função da temperatura no intervalo que vai de
1153 ºC até temperatura ambiente.