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Aula 3 – Diagrama FeC 
 
Prof. Dr. Ritra Sales 
DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FERRO-CARBONO 
2 
Sistema Fe-C ou Fe-Fe3C e 
microestruturas que se 
formam no resfriamento 
lento 
 
3 
DIAGRAMA Fe-Fe3C - TRANSFORMAÇÃO ALOTRÓPICA 
+Fe3C 
+l 
l+Fe3C 
+Fe3C 
CCC 
CFC 
CCC 
+  
+l 
As fases ,  e  são soluções sólidas 
com Carbono intersticial 
4 
Ârret= parada, Refroidissement=resfriamento, Chauffage= aquecimento 
5 
FERRO PURO 
 FERRO  = FERRITA 
 FERRO  = AUSTENITA 
 FERRO  = FERRITA  
 TF= 1534 C 
 
 
 Nas ligas ferrosas as fases ,  e  FORMAM 
soluções sólidas com Carbono intersticial 
 
CARBONO 
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Reações invariantes no Diagrama de 
fase Fe-Fe3C 
PERITÉTICA: +l  
EUTÉTICA: l +Fe3C 
EUTETÓIDE:  +Fe3C 
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Ferro Puro /Formas Alotrópicas 
FERRO  = FERRITA 
 
 Estrutura= ccc 
 Temperatura “existência”= 
até 912 C 
 Fase Magnética até 770 C 
(temperatura de Curie) 
 Solubilidade máx do 
Carbono= 0,02% a 727 C 
 Baixa dureza, baixa 
resistência a tração 
(270MPa) 
 Excelente resistência ao 
choque e elevado 
alongamento 
FERRO  = AUSTENITA 
 
 Estrutura= cfc (tem + 
posições intersticiais) 
 Temperatura “existência”= 
912 -1394C 
 Fase Não-Magnética 
 Solubilidade máx do 
Carbono= 2,14% a 
1148C 
 Boa resistência Mecânica 
 Apreciável tenacidade 
 
 
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Ferro Puro /Formas Alotrópicas 
 
 
FERRITA 
AUSTENITA 
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Ferro Puro /Formas Alotrópicas 
FERRO  = FERRITA  
 Estrutura= ccc 
 Temperatura “existência”= acima de 1394C 
 Fase Não-Magnética 
 É a mesma que a ferrita  
 Como é estável somente a altas 
temperaturas não apresenta interesse 
comercial 
 
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Sistema Fe-Fe3C 
Ferro Puro= até 0,02% de Carbono 
Aço= 0,02 até 2,10% de Carbono 
Ferro Fundido= 2,1-4,5% de Carbono 
Fe3C (CEMENTITA)= Forma-se quando 
o limite de solubilidade do carbono é 
ultrapassado (6,7% de C) 
 
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CEMENTITA (Fe3C) 
 Forma-se quando o limite de solubilidade do carbono 
é ultrapassado (6,7% de C) 
 Cristaliza no sistema ortorrômbico (com 12 átomos de 
Fe e 4 de C por célula unitária) 
 é um composto intermetálico metaestável, embora a 
velocidade de decomposição em ferro  e C seja muito 
lenta 
 A adição de Si acelera a decomposição da cementita 
para formar grafita 
 Muito dura, quebradiça, menor ductilidade= atribuído 
ao carboneto de ferro. 
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PONTOS IMPORTANTES DO SISTEMA 
Fe-Fe3C (EUTÉTICO) 
LIGA EUTÉTICA: corresponde à liga 
de mais baixo de fusão 
Líquido FASE  (austenita) + cementita 
 
- Temperatura= 1148 C 
- Teor de Carbono= 4,3% = Ledeburita 
 As ligas de Ferro fundido de 2,1-4,3% de C 
são chamadas de ligas hipoeutéticas 
 As ligas de Ferro fundido acima de 4,3% de 
C são chamadas de ligas hipereutéticas 
 
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PONTOS IMPORTANTES DO SISTEMA Fe-
Fe3C (EUTETÓIDE) 
LIGA EUTETÓIDE  corresponde à liga de 
mais baixa temperatura de transformação 
sólida 
Austenita Fase (Ferrita)+Cementita 
- Temperatura= 727 C 
- Teor de Carbono= 0,8 % 
 Aços com 0,02-0,8% de C são chamadas de aços 
hipoeutetóides 
 Aços com 0,8-2,1% de C são chamadas de aços 
hipereutetóides 
 
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MICROESTRUTURAS / EUTETÓIDE 
 Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrio 
 
Consiste de lamelas alternadas de fase  (ferrita) e Fe3C 
(cementita) chamada de 
 PERLITA 
 FERRITA lamelas + espessas e claras 
 CEMENTITA lamelas + finas e escuras 
 Propriedades mecânicas da perlita 
• intermediária entre ferrita (mole e dúctil) e cementita (dura e 
frágil) 
• Mistura mecânica de 88,5% de ferrita e 11,5% de cementita 
 
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MICROESTRUTURAS / EUTETÓIDE 
16 
MICROESTRUTURAS /HIPOEUTETÓIDE 
 Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrio 
 Teor de Carbono = 0,002- 0,8 % 
 Estrutura 
 Ferrita + Perlita 
 As quantidades de ferrita e perlita variam 
conforme a 
 % de carbono e podem ser determinadas 
pela regra das alavancas 
 Partes claras pró eutetóide ferrita 
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MICROESTRUTURA DOS AÇOS 
BAIXO TEOR DE CARBONO 
Ferrita Perlita 
AÇO COM ~0,2%C 
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MICROESTRUTURA DOS AÇOS MÉDIO 
TEOR DE CARBONO RESFRIADOS 
LENTAMENTE 
Ferrita Perlita 
AÇO COM ~0,45%C 
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4% Picral 2% Nital 
Microstructure of hot-rolled Fe –0.68% C –0.84% Mn –0.33% Si 
revealing a nearly fully pearlitic structure. Originals at 1000X. 
Obs: Picral: Solução de ácido pícrico + etanol 
Nital: ácido nítrico + etanol 
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MICROESTRUTURAS /HIPEREUTETÓIDE 
 Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrio 
 Teor de Carbono = 0,8-2,06 % 
 Estrutura 
 cementita+ Perlita 
 As quantidades de cementita e 
perlita variam conforme a % de 
carbono e podem ser 
determinadas pela regra das 
alavancas 
 Partes claras próeutetóide 
cementita 
 
Propriedades mecânicas doa 
microconstituintes dos aços 
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Constituinte Limite de 
Resistência à 
tração kgf/mm2 
(Mpa) 
Alongamento 2”, % Dureza Brinell Poder endurecedor 
(com a têmpera) 
Ferrita 
Perlita 
Cementita 
35 (340) 
85 (830) 
3 (30) 
Cerca de 40 
Cerca de 10 
0 
90 
250/300 
650 
Nenhum 
Máximo 
nenhum 
Tipos de Aços-carbono 
Devido a influência do C sobre a dureza do aço, costuma-se 
considerar os seguintes tipos de aços: 
Aços doces: entre 0,15 e 0,25% de Carbono 
Aços meio-duros: entre 0,25 e 0,50% de Carbono 
Aços duros: entre 0,60 e 1,40% de Carbono 
 
Alguns autores subdividem ainda esta classificação: 
Aço extradoces: inferior a 0,15% de Carbono 
Aço doce: entre 0,15 e 0,30% de Carbono 
Aço meio-doce: entre 0,30 e 0,40% de Carbono 
Aço meio-duro: entre 0,40 e 0,60% de Carbono 
Aço duro: entre 0,70 e 1,20% de Carbono 
 
 
Propriedade mecânica dos aços em 
função do teor de carbono 
Carbono Limite de escoamento Limite de resistência a tração Alongamento em 
2”% 
Estricção % Dureza Brinell 
Kgf/mm2 MPa Kgf/mm2 MPa 
0,01 12,5 125 28,5 275 47 71 90 
0,20 25,0 250 41,5 405 37 64 115 
0,40 31,0 300 52,5 515 30 48 145 
0,60 35,0 340 67,0 660 23 33 190 
0,80 36,5 355 80,5 785 15 22 220 
1,00 36,5 355 75,5 745 22 26 195 
1,20 36,0 350 71,5 705 24 39 200 
1,40 35,0 340 69,5 685 19 25 215 
Propriedade mecânica dos aços em função 
do teor de carbono 
25 
“Reunir-se é um começo, permanecer juntos é 
um progresso, e trabalhar juntos é sucesso." 
Henry Ford