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Diagrama de fases – Fe-C Liga eutectóide 1. Inicialmente, existe apenas γ.
2. A uma temperatura imediatamente abaixo da eutectóide toda a fase γ transforma-se em perlite (ferrite + Fe3C) de acordo com a reacção eutectóide. 3. Estas duas fases tem concentrações de carbono muito diferentes. Esta reacção é rápida. Não há tempo para haver grande difusão de carbono. As fases organizam-se como lamelas alternadas de ferrite e cementite.
Diagrama de fases – Fe-C Liga hipoeutetóide 1. Inicialmente, existe apenas γ.
2. Em seguida começa a surgir a fase nas fronteiras de grão da fase γ. A concentração da austenite cai com a temperatura seguindo a linha que separa o campo γ+ do campo γ.
3. A T imediatamente acima da eutectóide a concentração da fase γ é 0.77 wt% C, eutectóide. 4. A T imediatamente abaixo da eutectóide toda a fase γ se transforma em perlite. A fase , que não muda, é denominada ferrite pro-eutectóide.
Diagrama de fases – Fe-C Liga hipereutectóide 1. Inicialmente, existe apenas γ.
2. Em seguida começa a surgir a fase Fe3C nas fronteiras de grão da fase γ. A
concentração da Fe3C é constante igual a 6.7 wt% C. A concentração da austenite cai com a temperatura seguindo a linha que separa o campo γ+Fe3C do campo γ.
3. Imediatamente acima da eutectóide a concentração da fase γ é 0.77 wt% C, eutectóide. 4. Imediatamente abaixo da eutectóide toda a fase γ se transforma em perlite. A fase Fe3C , que não muda, é denominada cementite pro-eutectóide.
Diagrama de fases – Fe-C Exemplos de microestruturas
Série I – Diagrama de fases Fe-C Exercício 1 1- O carbono forma solução sólida intersticial tanto na estrutura CCC da ferrite (α) quanto na estrutura CFC da austenite (γ). Explicar porque razão a solubilidade de C na austenite (2,11% C) é muito maior que na ferrite (0,022% C) se o factor de empacotamento atómico da austenite (CFC) é maior que da ferrite (CCC).
Rede cúbica de corpo centrado (BCC) - Átomos por célula? - Nº de coordenação? - Factor empacotamento: 68 %
Rede cúbica de faces centradas - Átomos por célula? - Nº de coordenação? - Factor empacotamento: 74 %
Série I – Diagrama de fases Fe-C Exercício 1
Série I – Diagrama de fases Fe-C Exercício 2
2- Calcular as quantidades (% em peso) das fases ferrite e cementite presentes à temperatura ambiente para aços com 0,30%C, 0,77%C e 1.2 %C.
Série I – Diagrama de fases Fe-C Exercício 2
Regra da alavanca
A TB:
Duas fases e L – WL = S/(R+S) – W = R/(R+S) –
0,3%C
Série I – Diagrama de fases Fe-C Exercício 2
Para a temperatura ambiente e C1 = 0,30% de C, temos: % α (ferrite) = (6.7-0.3)/(6.7-0).100
= 95,5% % Fe3C (cementite) = (0,3-0)/(6.70).100 = 4,5%
0,7%C
Série I – Diagrama de fases Fe-C Exercício 2
Para a temperatura ambiente e C1 = 0,77% de C, temos: % α (ferrite) = (6.7-0.77)/(6.7-0).100
= 88,5% % Fe3C (cementite) = (0,77-0)/(6.70).100 = 11,5%
1,2%C
Série I – Diagrama de fases Fe-C Exercício 2
Para a temperatura ambiente e C1 = 1,2% de C, temos: % α (ferrite) = (6.7-1.2)/(6.7-0).100 =
82,1% % Fe3C (cementite) = (1.2-0)/(6.70).100 = 17,9%
Série I – Diagrama de fases Fe-C : Exercício 3 3- Considere um aço hipoeutectóide contendo 0,40% de C calcular: •A
quantidade de ferrite eutectóide formada. • A quantidade de perlite
pró-
• A quantidade de ferrite contida na
perlite (ferrite do eutectóide). • Explique a diferença entre a ferrite
pró-eutectóide e a ferrite eutectóide da perlite. Existem diferenças de composição ou estrutura cristalina?
Série I – Diagrama de fases Fe-C Exercício 3 Para a temperatura ambiente e C1 = 0,40% temos: % α (ferrite) = (6.7-0.4)/(6.7-0).100 = 94,0%,
% Fe3C (cementite) = (0,4-0)/(6.7-0).100 = 6,0% A 727 ºC temos: % ferrite pró-eutectóide = (0.77-0.4)/(0.77-0.022).100 = 49.5% 0,4%C % perlite = % austenite a 727 ºC = 100-49.5 = 50.5 % % ferrite na perlite = 94 – 49.5 = 44.5 %
Série I – Diagrama de fases Fe-C : Exercício 4 4 - Considere um aço hipereutectóide contendo 1,5% de C calcular: • A quantidade de cementite pró-
eutectóide formada. • A quantidade de perlite • A quantidade de cementite contida
na perlite (cementite do eutectóide).
Série I – Diagrama de fases Fe-Fe3C Exercício 4 Para a temperatura ambiente e C1 = 1,50% de C temos: % α (ferrite) = (6.7-1.5)/(6.7-0.0).100 = 77,6%
% Fe3C (cementite) = (1.5-0)/(6.7-0).100 = 22,4% A 727 ºC temos: % cementite pró-eutectóide = (1.5-0.77)/(6.7-0.77).100 = 12.3% (86% de cementite em contorno de grão) % perlite = % austenite a 727 ºC = 100-12.3= 87.7 % % cementite na perlite = 22.4 % - 12.3 % = 10.1 %
