Lista_1_DiagFe-Fe3C_MaterConstMec_ProfaMCristinaMFarias_2020_4

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL
Área do Conhecimento de Ciências Exatas e Engenharias
Disciplina: Materiais de Construção Mecânica - MAM0413 - 2020/4
Professora: María Cristina Moré Farias
Lista de Exercícios No. 1
Tema 1 - Diagrama de fases Fe-Fe3C
1 Conceitos básicos
1.1 Considere o diagrama Fe-Fe3C mostrado na figura e
responda:
(a) Qual é a temperatura de fusão do ferro puro?
(b) Cite as principais formas alotrópicas do ferro e suas
principais características (temperatura de formação,
estrutura cristalina, parâmetro de rede, densidade, e
outras).
(c) Especifique quantas fases líquidas e sólidas estão
presentes no sistema Fe-Fe3C?
(d) Sobre as reações invariantes do sistema Fe-Fe3C,
responda:
(i) Escreva o nome de cada reação.
(ii) Identifique os pontos invariantes em termos de
composição (em % p C) e temperatura (em ◦C).
(iii) Escreva cada uma das reações invariantes, no
resfriamento, e indique, inclusive, a composição
de cada fase envolvida na reação e a temperatura
da reação.
(e) Qual é a solubilidade máxima do carbono na ferrita
(% C e temperatura)? E na austenita?
(f) Explique por que a solubilidade do carbono é maior
na austenita do que na ferrita.
(g) Com base na composição de carbono, como são
consideradas as ligas Fe-C com composição inferior
à composição eutética e à eutetóide?
(h) Qual é a diferença entre um aço e um ferro fundido?
(i) Especifique as diferenças entre os aços eutetóide,
hipoeutetóides e hipereutetóides, em termos de
composição e microestruturas características.
2 Desenvolvimento da microestrutura em ligas Fe-C
2.1 Considere uma liga Fe-C com 1,5 % p C
representada pela linha AA figura.
(a) A liga é um aço ou ferro fundido?
(b) A liga é hipoeutetóide ou hipereutetóide? Qual é a
fase proeutetóide para essa liga?
(c) Represente esquematicamente a microestrutura da liga
nos pontos B, D e F indicados na figura.
(d) Calcule a fração mássica para as fases nos pontos C,
D e F.
2.2 Para uma liga C0 que contém 0,30 % p C a uma
temperatura imediatamente abaixo da eutetóide:
(a) determine as frações mássicas de ferrita (α)
proeutetóide e de perlita (α + Fe3C).
(b) Qual é a quantidade de ferrita eutetóide para essa liga
nessa temperatura (temperatura eutetóide)?
(c) Se a liga for resfriada a partir de 1000 ◦C, determine
as temperaturas de início de formação das fases
proeutetóide e eutetóide.
(d) Qual é a composição das fases a 750 ◦C?
2.3 Qual é a concentração de carbono em uma liga Fe-C
para a qual a fração de ferrita total é de 0,94?
2.4 Qual é a fase proeutetoide para uma liga Fe-C em
que as frações mássicas de ferrita total e de cementita
total são de 0,92 e 0,08, respectivamente? Justifique
a sua resposta.
2.5 É possível haver uma liga Fe-C para a qual as frações
mássicas de cementita total e de perlita sejam de
0,039 e 0,417, respectivamente? Por que sim, ou por
que não?
1
3 Influência de outros elementos de liga
3.1 Para um aço que contém 95,7 % p Fe, 4,0 % p W, e
0,3 % p C, determine:
(a) a composição eutetóide dessa liga
(b) a temperatura eutetóide
(c) a fase proeutetoide
Assuma que não existem alterações nas posições das
outras fronteiras entre fases por causa da adição do W.
3.2 Sabe-se que um aço contém 93,65 % p Fe, 6,0 % p
Mn e 0,35 % p C.
(a) Qual é a temperatura eutetóide aproximada dessa liga?
(b) Qual é a fase proeutetóide quando essa liga é
resfriada até uma temperatura imediatamente abaixo
da eutetóide?
(c) Calcule a quantidade relativa da fase proeutetóide e de
perlita.
Assuma que não existem alterações nas posições das
outras fronteiras entre fases com a adição do Mn.
2
	Conceitos básicos
	Considere o diagrama Fe-Fe_3C mostrado na figura e responda:
	Desenvolvimento da microestrutura em ligas Fe-C
	Considere uma liga Fe-C com 1,5 % p C representada pela linha AA figura.
	Para uma liga C_0 que contém 0,30 % p C a uma temperatura imediatamente abaixo da eutetóide:
	Qual é a concentração de carbono em uma liga Fe-C para a qual a fração de ferrita total é de 0,94?
	Qual é a fase proeutetoide para uma liga Fe-C em que as frações mássicas de ferrita total e de cementita total são de 0,92 e 0,08, respectivamente? Justifique a sua resposta.
	É possível haver uma liga Fe-C para a qual as frações mássicas de cementita total e de perlita sejam de 0,039 e 0,417, respectivamente? Por que sim, ou por que não?
	Influência de outros elementos de liga
	Para um aço que contém 95,7 % p Fe, 4,0 % p W, e 0,3 % p C, determine:
	Sabe-se que um aço contém 93,65 % p Fe, 6,0 % p Mn e 0,35 % p C.