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* DIAGRAMA DE FASES FERRO – CARBONO * LIGAS FERROSAS FERRO COMERCIALMENTE PURO: %C < 0,008%p. AÇOS: teor de carbono até 2,11%p. Dividem-se em: AÇOS-CARBONO. AÇOS-LIGA FERROS FUNDIDOS: FERRO FUNDIDO CINZENTO: liga Fe-C-Si (%C > 2,0%p, %Si de 1,2%p a 3,0%p). Apresenta C livre (lamelas ou veios de grafita). FERRO FUNDIDO BRANCO: %Si menor do que ferro fundido cinzento, apresenta C quase todo combinado. FERRO FUNDIDO MALEÁVEL: apresenta grafita na forma de rosetas, devido a um tratamento térmico especial (MALEABILIZAÇÃO) aplicado no ferro fundido branco. FERRO FUNDIDO NODULAR: apresenta grafita na forma esferoidal, devido a um tratamento de NODULIZAÇÃO, realizado com o material ainda líquido. * SISTEMA FERRO-CARBONO Sistema de liga binário mais importante, sendo os materiais mais utilizados pelo homem. O diagrama de equilíbrio Fe-C permite uma melhor compreensão desses materiais e dos tratamentos térmicos a que são submetidos normalmente. Os diagramas de equilíbrio mostram as estruturas que se formam sob condições de resfriamento LENTO. Os diagramas de fases não indicam o tempo necessário para que uma transformação ocorra As taxas de resfriamento encontradas na prática provocam o SURGIMENTO DE ESTRUTURAS ADICIONAIS, não previstas nestes diagramas. * O DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FERRO-CARBONO Representa ligas com teor de carbono de até 6,7%p. FASES SÓLIDAS PRESENTES: FERRITA: solução de carbono em FERRO- (CCC). Apresenta solubilidade de 0,008%p de C a temperatura ambiente e de no máximo , 0,02%p a 727 ºC. Apresenta boa plasticidade. AUSTENITA: solução de carbono em FERRO-γ (CFC). Consegue dissolver um teor de C muito mais alto do que a ferrita (até 2,11%p a 1148 ºC). Não-magnético. CEMENTITA: (Fe3C) composto intermediário, o CARBETO DE FERRO, é representado por uma linha vertical passando pela composição de 6,7%p C. É muito DURO e FRÁGIL. FERRO-δ: solução de carbono em ferro com estrutura CCC, existente a altas temperaturas. * O DIAGRAMA DE FASES FERRO - CARBETO DE FERRO (Fe-Fe3C) L Fe3C γ + L L + Fe3C 4,30 2,14 0,76 912 ºC 1394 ºC 1538 ºC 727 ºC A B C D E 1148 ºC F G S P N J K Solidus Liquidus Liquidus A1 Acm A3 Q 0,022 AÇOS 0,08 ≤ %C ≤ 2,11 FERROS FUNDIDOS %C ≥ 2,11 Fe * O DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FERRO-CARBONO C D E F S P K 4,30 Liquidus Liquidus L 2,14 1148 ºC Solidus Solidus γ + L L + Fe3C 0,76 A3 Acm γ, austenita , ferrita 0,022 727 ºC A1 Fe3C, cementita + γ γ + Fe3C + Fe3C AUSTENITA CFC Não-magnética CEMENTITA Frágil Resistente FERRITA CCC Boa plasticidade %p C(Fe3C) = mC/(mC + mFe) = 12(12 + 3 x 55,8) = 6,7 A B G Q 1394 ºC 1538 ºC 912 ºC Q G B A → → →L (FUSÂO) tempo Temperatura, ºC Transformações do Fe PURO * REAÇÕES NA FAIXA DE COMPOSIÇÃO DOS AÇOS Fe3C, cementita L Fe3C * AÇO EUTETÓIDE + γ γ γ + Fe3C + Fe3C 727 ºC Fe3C 0,76 REAÇÃO EUTETÓIDE 6,7 CFe3C = 6,7 C = 0,022 PERLITA * AÇO EUTETÓIDE: PERLITA PERLITA Cementita Ferrita * Desenvolvimento das microestruturas em ligas Fe-C C C Fe3C C C C C C γ Direção do crescimento da perlita Fe3C Mecanismo de formação da PERLITA a partir da AUSTENITA: * AÇO HIPOEUTETÓIDE + γ γ γ + Fe3C + Fe3C 727 ºC 6,7 PERLITA = Fe3C + -eutetóide pró-eutetóide REAÇÃO EUTETÓIDE C0 * AÇO HIPOEUTETÓIDE: PERLITA + FERRITA PRÓ-EUTETÓIDE PERLITA FERRITA PRÓ-EUTETÓIDE * AÇO HIPEREUTETÓIDE + γ γ γ + Fe3C + Fe3C 727 ºC 0,76 6,7 PERLITA = + Fe3C-eutetóide REAÇÃO EUTETÓIDE C0 Fe3C pró-eutetóide * AÇO HIPEREUTETÓIDE: PERLITA + CEMENTITA PRÓ-EUTETÓIDE Aço hipereutetóide com 1,4 %C. Perlita (grão lamelares) e cementita pró-eutetóide (rede clara nos contornos da perlita) Essa rede de cementita, dura e frágil, REDUZ A TENACIDADE material, favorecendo a propagação de trincas. PERLITA CEMENTITA PRÓ-EUTETÓIDE * Desenvolvimento das microestruturas em ligas Fe-C Microconstituintes e fases formadas durante o resfriamento em CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO * REAÇÕES NA FAIXA DE COMPOSIÇÃO DOS FERROS FUNDIDOS Fe3C, cementita L Fe3C 1148 ºC * RESFRIAMENTO FORA DAS CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO Ocorrência de mudanças ou transformações de fases em temperaturas diferentes das previstas no diagrama de equilíbrio: Com o AUMENTO DA VELOCIDADE de resfriamento ocorre uma DIMINUIÇÃO das temperaturas de transformação. Existência à temperatura ambiente de fases fora do equilíbrio que não aparecem no diagrama de fases: PERLITA FINA, BAINITA, MARTENSITA entre outras. * * * * * * * * * * *
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