Aula 6 Diagrama Fe-Fe3C

Prévia do material em texto

Aula 6 – Diagrama Fe-Fe3C:
Sistemas com compostos intermediários – reações trifásicas invariantes em diagramas de fase binários:
- Eutético: líquido em equilíbrio com 2 sólidos
- Eutetóide: sólido em equilíbrio com 2 outros sólidos
- Peritético: sólido e líquido em equilíbrio com outro sólido
- Peritetóide: 2 sólidos em equilíbrio com outro sólido
Componente intermediário forma uma linha – sem área – estequiometria exata
Sistema ferro-carbono:
- Características das fases:
Fase cementita ou carbeto de ferro (Fe3C):
- Quando o carbono excede o limite de solubilidade no Fe, forma uma segunda fase, chamada de cementita;
- Célula unitária ortorrômbica com 12 átomos de Fe e 4 átomos de C, com conteúdo de 6,7%p de C;
- Liga apenas metaestável. A temperatura ambiente permanecerá como um composto, velocidade de decomposição em ferro α e C é muito baixa;
- É muito dura (associado à resistência à deformação plástica ou elástica do material) e frágil (associado à capacidade que o material tem de se deformar plástica ou elasticamente);
- Diagrama de fases ferro-Fe3C:
- Classificação das ligas ferrosas com base no teor de carbono:
Ferro puro – contém menos do que 0,008%p C;
Aços – ligas ferro-carbono que contêm entre 0,008 e 2,14%p C – na prática, < 1,0%p C;
Ferros fundidos – ligas ferrosas que contêm entre 2,14 e 6,7%p C – na prática, < 4,5%p C).
Aços:
- Além da liga ferro-carbono, pode conter concentrações apreciáveis de outros elementos de liga;
- Aços-carbono: contêm quase que exclusivamente ferro e carbono, com concentrações apenas residuais de impurezas (como S e P) e de um pouco de Mn, Si, Al e Cu;
- Aços-liga: aços que possuem qualquer quantidade de outros elementos, além daqueles que entram na composição dos aços-carbono, ou que contenham os mesmos elementos dos aços-carbono em maiores proporções. Classificados de acordo com a percentagem de elementos de liga presentes:
Aços de baixa liga: até 5% de elementos de liga
Aços de média liga: 5 a 10% de elementos de liga
Aços de baixa liga: mais de 10% de elementos de liga
- Nomenclatura para aços:
 Microestrutura em ligas ferro-carbono:
- Aços eutetóides: a microestrutura para esse tipo de aço que é lentamente resfriado através da temperatura eutetóide consiste em camadas alternadas das fases α e Fe3C, chamado de perlita – estrutura lamelar (facilita a difusão do carbono) de cementita e ferrita.
 
- Aços hipoeutetóides: 
Teor de carbono = 0,022 – 0,76%p C;
Estutura: ferrita + perlita
Quantidades de ferrita e perlita variam conforme a % de carbono e podem ser determinadas pela regra da alavanca
- Ponto c – somente a austenina
- Ponto d – é na região de contorno de grão que se começa a formar uma nova fase – ferrita a partir da austenita – ferrita tem início de formação no contorno de grão porque é uma região de imperfeições do material
- Ponto e – fase transformada da austenita em ferrita aumenta
- Ponto em Te – austenita que tem exatamente a composição do eutetóide 
- Ponto f – transformação da austenita em perlita
- 2 tipos de ferrita: uma formada até a temperatura do eutetóide, chamada de ferrita próeutetóide, e outra na estrutura da perlita , chamada de ferrita eutetóide
- Toda a cementita se encontra dentro da estrutura da perlita 
- Determinação das quantidades das fases – aços hipoeutetóides:
- Aços hipereutetóides: 
Teor de carbono = 0,76 – 2,14%p C;
Estutura: cementita + perlita
Quantidades de cementita e perlita variam conforme a % de carbono e podem ser determinadas pela regra da alavanca
- Ponto g – somente a austenina
- Ponto h – é na região de contorno de grão que se começa a formar uma nova fase – cementita a partir da austenita – cementita tem início de formação no contorno de grão porque é uma região de imperfeições do material. A fração máxima de cementita vai aumentando até a temperatura do eutetóide
- Ponto em Te – formação máxima de sementita próeutetóide
- Ponto i – transformação da austenita em perlita
- 2 tipos de cementita: uma formada até a temperatura do eutetóide, chamada de cementita próeutetóide, e outra na estrutura da perlita , chamada de cementita eutetóide
- Determinação das quantidades das fases – aços hipereutetóides:
Influência de outros elementos de liga:
- A adição de elementos de liga provoca um deslocamento da posição eutetóide em relação à temperatura e concentração de carbono;
- A extensão dessas mudanças nas posições das fronteiras entre as fases e nos formatos dos campos das fases depende do elemento de liga específico e da concentração.
Exercício exemplo: