MÓDULO VIII - Diagrama de equilíbrio Fe-C

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MÓDULO 8: Diagrama de equilíbrio Fe-C, estruturas que se formam no 
resfriamento lento de aço eutetóide, hipoeutetóide e hipereutetóide. 
 
O conhecimento do sistema ferro-carbono é essencial para a compreensão das ligas 
metálicas de maior uso em todo o mundo que são os aços carbono e os ferros fundidos 
comuns. 
Entende-se por aço carbono uma liga ferro-carbono que não apresenta reação eutética, 
ou seja, uma liga com teor de carbono menor que 2,0% de carbono. Os aços carbono 
exibem alem do ferro e do carbono, pequenos teores de manganês, silício, fósforo e 
enxofre. 
O sistema ferro-carbono tem a particularidade de apresentar um equilíbrio estável e 
outro metaestável, de modo que na realidade temos dois diagramas de equilíbrio, sendo 
um entre o ferro e o carbono na forma de grafite (estável) e outro entre o ferro e o 
carboneto de ferro (Fe3C) que é um composto metaestável. No estudo dos aços carbono 
comuns utiliza-se o diagrama de equilíbrio Fe – Fe3C representado abaixo. 
À temperatura ambiente o ferro puro tem estrutura cristalina Cúbica de Corpo Centrada 
(CCC) e é chamado de Ferro α, ou ferrita. 
À 912ºC sofre uma transformação alotrópica ou polimórfica mudando sua estrutura para 
Cúbica de Face Centrada (CFC) e recebe o nome de Ferro γ, ou austenita, que tem 
estabilidade de 912ºC a 1394ºC, quando sofre outra mudança na estrutura cristalina, 
passando de CFC para CCC novamente e recebendo o nome de Ferro δ, que é estável 
ate o ponto de fusão do ferro. 
 
PONTOS IMPORTANTES DO DIAGRAMA Fe-Fe3C 
 
AÇO EUTETÓIDE: 
Austenita se decompõe produzindo uma mistura de FASE  (ferrita) e Fe3C (cementita) 
na forma lamelar que se denomina PERLITA. 
Temperatura = 723 °C 
Teor de Carbono = 0,83% de C 
Aços com 0,83% de C são denominados aços eutetóides 
Aços com 0,008 – 0,83% de C são chamadas de aços hipoeutetóide 
Aços com 0,83 – 2,0% de C são chamadas de aços hipereutetóides 
 
PROPRIEDADES DOS CONSTITUINTES DOS AÇOS 
Austenita: Consiste de uma solução sólida de carbono no Ferro γ e apresenta uma 
estrutura de grãos poligonais irregulares. Possui boa resistência mecânica e apreciável 
tenacidade. É não magnética. 
Ferrita: Ferro no estado alotrópico α, contendo traços de carbono. Apresenta também 
uma estrutura de grãos poligonais irregulares. Possui baixa dureza e resistência à tração, 
mas elevado alongamento. Magnética até 768ºC. 
Cementita: É o carboneto de ferro (Fe3C) contendo 6,67% de C. Dureza elevada, frágil 
e é responsável pela elevada dureza e resistência dos aços de alto Carbono, assim como 
pela sua menor ductilidade. 
Perlita: É a mistura mecânica de 88% de ferrita e 12% de cementita, na forma lamelar, 
dispostas alternadamente. As propriedades mecânicas da perlita são, portanto, 
intermediárias entre as da ferrita e da cementita. Por outro lado as propriedades da 
perlita dependem muito do espaçamento interlamelar e este por sua vez, da velocidade 
de resfriamento. 
 
Para aços carbono hipoeutetóides resfriados lentamente, o limite de resistência a tração 
pode ser determinado por: 
 40.000 x (%Ferrita) + 120.000 x (%Perlita) 
LR = -------------------------------------------------------------- (psi) 
 100 
 
 
EXERCÍCIO: 
1. Qual a microestrutura resultante do resfriamento lento de um aço de composição 
hipoeutetóide que foi aquecido até 900 ºC e subsequentemente resfriado lentamente até 
a temperatura ambiente é basicamente constituída por: 
Resp.: O resfriamento lento de uma liga de um aço hipoeutetóide (%C < 0,8% de 
Carbono) produz uma microestrutura constituída por ferrita e perlita.