Diagrama de Fases - Aula / Unip

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CIÊNCIA DOS MATERIAIS
Engenharia Mecânica/Produção/Mecatrônica
Eng. MsC Jeferson de Oliveira
DIAGRAMA DE FASES
DIAGRAMA DE FASES FE-C
DIAGRAMA DE FASES – INTRODUÇÃO
DIAGRAMA DE FASES - INTRODUÇÃO
DIAGRAMA DE FASES: SISTEMA ISOMORFO BINÁRIO 
(Cu - Ni)
DIAGRAMA DE FASES: SISTEMA ISOMORFO BINÁRIO 
(Cu - Ni)
DIAGRAMA DE FASES: SISTEMA ISOMORFO BINÁRIO 
(Cu - Ni)
INTERPRETAÇÃO DO DIAGRAMA DE FASES
INTERPRETAÇÃO DO DIAGRAMA DE FASES
INTERPRETAÇÃO DO DIAGRAMA DE FASES
DETERMINAÇÃO DAS COMPOSIÇÕES DAS FASES 
 REGRA DA ALAVANCA
DETERMINAÇÃO DAS COMPOSIÇÕES DAS FASES 
 REGRA DA ALAVANCA
DIAGRAMA DE FASES FE-C
O sistema Ferro-Carbono
 Os aços são fundamentalmente ligas
ferro-carbono.
 O carbono é uma impureza
intersticial no ferro.
DIAGRAMA DE FASES FE-C
 A figura a seguir apresenta uma parte do
diagrama de fase entre o ferro e o carbeto de
ferro (Fe-Fe3C).
 A parte que corresponde a composições
localizadas entre 6,7 e 100%p C não está
mostrada, porque, na prática, todos os aços e
ferros fundidos possuem teores de carbono
inferiores a 6,7%p C.
DIAGRAMA DE FASES FE-C
DIAGRAMA DE FASES FE-C
DESENHAR O DIAGRAMA DE FASES FE-C
DIAGRAMA DE FASES FE-C
 No esquema de classificação das ligas ferrosas com
base no teor de carbono, existem três tipos de ligas:
ferro, aço e ferro fundido.
 O ferro puro comercial contém menos de 0,008%p C. É
composto na temperatura ambiente quase que
exclusivamente pela fase ferrita.
 Classificam-se como aços as ligas ferro-carbono que
contenham entre 0,008 e 2,11%p C.
 Na maioria dos aços a microestrutura consiste tanto de
fase  como de fase Fe3C.
 Na prática, as concentrações de carbono raramente
excedem 1,0%.
DIAGRAMA DE FASES FE-C
 Classificam-se como ferros fundidos as ligas ferrosas
que contenham entre 2,11 e 6,7%p C.
 Entretanto, os ferros fundidos comerciais normalmente
contêm menos que 4,5%p C.
DIAGRAMA DE FASES FE-C
 Para a nomenclatura de aços, é usado um sistema de
quatro algarismos, nos quais os dois últimos indicam os
centésimos percentuais do conteúdo de carbono.
 Os dois primeiros algarismos codificam o tipo de
elemento de liga adicionado ao ferro e ao carbono.
 Por exemplo, um aço 1040 tem 0,4% de carbono.
 A classificação 10xx é reservada aos aços ao carbono
comuns cujo eventual conteúdo de elementos de liga
constitui um mínimo relevante.
DIAGRAMA DE FASES FE-C
 A figura a seguir ilustra esquematicamente as
alterações microestruturais que acompanham a reação
eutetóide.
 Os átomos de carbono se difundem para longe das
regiões da ferrita e em direção às camadas de
cementita, à medida que a perlita se estende do
contorno do grão para o interior do grão de austenita
não reagido.
DIAGRAMA DE FASES FE-C
Representação esquemática
da formação da perlita a
partir da austenita (a direção
da difusão do carbono está
indicada pelas setas).
DIAGRAMA DE FASES FE-C
Representação esquemática do
desenvolvimento das
microestruturas, durante a
solidificação em condições de
equilíbrio, para uma liga ferro-
carbono de composição eutetóide
(0,77%p C) acima e abaixo da
temperatura eutetóide.
Austenita
Ferrita + Cementita
DIAGRAMA DE FASES FE-C
A figura a seguir é uma fotomicrografia de um aço eutetóide mostrando a
microestrutura perlita, que consiste em camadas alternadas de ferrita  (a
fase clara) e Fe3C (camadas finas, as quais a maioria aparece escura).
DIAGRAMA DE FASES FE-C
 Uma liga (ferro-carbeto de ferro) com composição à
esquerda do ponto eutetóide (que contenha entre 0,02
e 0,77%p C) é conhecida como liga hipoeutetóide.
 Literalmente, aço hipoeutetóide é aquele que possui
menos carbono que o previsto na composição
eutetóide.
 O resfriamento de uma liga hipoeutetóide, a
temperatura abaixo da eutetóide, produzirá uma
microestrutura onde a ferrita  estará presente na
perlita, e também como a fase que se formou enquanto
se resfriava ao longo da região das fases +.
DIAGRAMA DE FASES FE-C
Fotomicrografia de um aço com 0,38%p C (hipoeutetóide) que possui uma
microestrutura composta por perlita e ferrita proeutetóide.
DIAGRAMA DE FASES FE-C
 Uma liga ferro-carbeto de ferro com composição à
direita do ponto eutetóide (que contenha entre 0,77 e
2,11%p C) é conhecida como liga hipereutetóide.
 Literalmente, aço hipereutetóide é aquele que contém
carbono acima que o previsto na composição
eutetóide.
 O resfriamento de uma liga hipereutetóide, a
temperatura abaixo da eutetóide, produzirá uma
microestrutura composta de ferrita  e cementita.
DIAGRAMA DE FASES FE-C
Fotomicrografia de um aço com 1,4%p C (hipereutetóide) que possui uma
microestrutura composta por uma cementita proeutetóide (branca), que
envolve as colônias de perlita.