Aços Hipo e Hipereutetoide

Teoria Completa

E aiiiii galera!! Bom demais?

Vimos no tópico passado a microestrutura formada a partir do resfriamento lento de liga eutetoide. Agora veremos a microestrutura formada, também a partir do resfriamento lento, de ligas com a composição de carbono menor do que o ponto eutetoide e com composição de carbono maior do que o ponto eutetoide.

A primeira coisa que temos que ter em mente é a classificação adota. Ligas com composição de carbono menor do que 0,77% são consideradas hipoeutetoides. Já as ligas com composição de carbono maior do que 0,77% e menores do que 2,14%, são consideradas hipereutetoides.

Ligas Hipoeutetoides

Vamos resfriar lentamente um liga hipoeutetoide, com composição de C 0 , a partir do ponto c , conforme figura abaixo:

No ponto c nossa liga terá microestrutura de 100% austenita ( γ ). Ao chegarmos na linha MO começa a aparecer os primeiros grãos de ferrita (ferro- α ). Observe no ponto d os grãos de ferrita que se formam nos contornos de grão da austenita. À medida que vamos diminuindo a temperatura até chegar no ponto e teremos uma maior fração de ferrita formada e a austenita varia sua composição rapidamente até chegar na composição do eutetoide, isso ocorre, pois, a variação da linha MO e muito maior do que da linha MN, conforme podemos ver na figura abaixo. Chegando na linha NO, a austenita começa a se transformar em perlita, conforme vimos no tópico anterior. Essa transformação é a reação eutetoide, onde a austenita se transforma em dois sólidos, a ferrita ( α ) e a cementita ( F e 3 C ). Continuando o resfriamento e chegando no ponto f toda a austenita terá se transformado em perlita. Além da perlita formada, também teremos em nossa microestrutura grãos de ferrita que se formou antes da perlita.

Nos aços hipoeutetoides teremos de “tipo” de ferrita ( α ): a ferrita formada na reação eutetoide, conhecida como ferrita eutetoide, e a ferrita formada antes da reação. A ferrita formada antes da reação ganha um nome especial e é conhecida como ferrita proeutetoide.

Ligas Hipereutetoides

Vamos resfriar lentamente agora um aço de composição ( C 1 ) hipereutetoide a partir do ponto g .

No ponto g nossa liga terá microestrutura de 100% austenita ( γ ). Ao chegarmos na linha PO começa a aparecer os primeiros grãos de cementita ( F e 3 C ). Observe no ponto h os grãos de cementita que se formam nos contornos de grão da austenita. À medida que vamos diminuindo a temperatura até chegar na linha eutetoide os grãos de cementita vão crescendo. Chegando na linha eutetoide, a austenita restante começa a se transformar em perlita, conforme vimos para as ligas hipoeutetoide. Continuando o resfriamento e chegando no ponto i toda a austenita terá se transformado em perlita. Além da perlita formada, também teremos em nossa microestrutura grãos de cementita que se formou antes da perlita.

Da mesma maneira que a ferrita que forma antes da reação eutetoide é chamada de ferrita proeutetoide, nos aços hipereutetoide a cementita é chamada de cementita proeutetoide.

A figura acima mostra uma microestrutura de aço hipereutetoide. Nela podemos observar a “famosa” perlita e contornando os grãos a cementita proeutetoide.

Regra da alavanca para aços Hipo e Hipereutetoides

No tópico anterior vimos como utilizar a regra da alavanca para calcular as frações totais das fases ferrita e cementita. Agora veremos como calcular a quantidade de ferrita ou cementita proeutetoide.

Observe o diagrama abaixo!

Para calcularmos a fração mássica de perlita devemos fazer o seguinte procedimento:

  1. Traçar retas para as composições de: 0,022%p C, 0,76%p C, C 0 (composição hipoeutetoide) e C 1 (composição hipereutetoide)
  2. Calcular a fração total de ferrita e de cementita:
    1. Aço hipoeutetoide
    2. W α = U + V + X T + U + V + X = 6,70 - C 0 6,70 - 0,022

      W F e 3 C = T T + U + V + X = C 0 - 0,022 6,70 - 0,022

    3. Aço hipoeutetoide
  3. W α = X T + U + V + X = 6,70 - C 1 6,70 - 0,022

    W F e 3 C = T + U + V T + U + V + X = C 1 - 0,022 6,70 - 0,022

  4. Calcular a fração de ferrita proeutetoide ou cementita proeutetoide e perlita:
    1. Aço hipoeutetoide
    2. W P = T T + U = C 0 - 0,022 0 , 7 6 - 0,022

      W α ' = U T + U = 0,76 - C 0 0 , 7 6 - 0,022

      Em que W P é fração mássica de perlita e W α ' é a fração mássica de ferrita proeutetoide

    3. Aço hipoeutetoide
  5. W P = X V + X = 6,70 - C 1 6,70 - 0 , 76

    W F e 3 C ' = V V + X = C 1 - 0,76 6,70 - 0,76

    Em que W P é fração mássica de perlita e W F e 3 C ' é a fração mássica de ferrita proeutetoide.

  6. Calcular a fração de ferrita eutetoide.
    1. Toda a ferrita está como proeutetoide ou como eutetoide (na perlita). Assim:
  7. W α e + W α ' = W α

    W α e = W α - W α '

    Em que   W α e é a fração mássica de ferrita eutetoide.

  8. Calcular a fração de cementita eutetoide.
  1. Toda a cementita está como proeutetoide ou como eutetoide (na perlita). Assim:

W F e 3 C e + W F e 3 C ' = W F e 3 C

W F e 3 C e = W F e 3 C - W F e 3 C '

Em que W F e 3 C e é a fração mássica de cementita eutetoide.

Bora praticar!

Expandir

Exercício Resolvido #1

Elaboração própria

Diferencie sucintamente a diferença do aço hipereutetóide e hipoeutetóide.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Resposta

O aço hipoeutetóide apresenta uma porcentagem de carbono no aço na faixa de 0,008% a 0,76% de carbono .

O aço hipereutetóide varia o teor de carbono entre 0,76% a 2,14%.

Exercício Resolvido #2

USP-2017

Considere o diagrama Fe-C abaixo e esquematize as microestruturas que são observadas a 1300° C e 550° C com composições de 1,0%C.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 1

As condições iniciais dos aços é hiper-eutetóide na composição 1,0%C .

Primeiramente delimitaremos ambas as temperaturas no diagrama

Passo 2

As microestruturas do aço a 1300° C existe apenas a austenita (fase );

Passo 3

Passo 4

A 550° C existe cementita pró-eutetóide, e a austenita que ainda existia a 727o C se transforma nessa temperatura em perlita.

Resposta

1300°C: austenita

550°C: perlita

Exercício Resolvido #3

Elaboração própria

Defina os microconstituintes da microestrutura do aço hipereutetóide:

  1. Ferrita e Cementita
  2. Cementita e Perlita
  3. Perlita e Ferrita
MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 1

Um aço hipereutetóide apresenta uma mudança brusca de austenita para se transformar em perlita.

Passo 2

E a cementita envolve os grãos de perlita em forma de uma teia.

Resposta

Alternativa B

Exercício Resolvido #4

Elaboração própria

Na figura abaixo é apresentada a evolução da microestrutura de uma liga Fe-C, determine qual o tipo de aço apresentado e justifique sua resposta.