Microestrutura do aço eutetoide

Teoria Completa

Fala galerinha.... Tudo bem?

No tópico anterior aprendermos como ler, quais são as principais fases, as máximas solubilidades, o ponto eutetoide e o ponto eutético no diagrama ferro-carbono, ou melhor, ferro-cementita. Agora veremos como a microestrutura se forma a partir do resfriamento lento para composição eutetoide.

Vamos dar um zoom na região do ponto eutetoide!

Suponha que a nossa liga eutetoide esteja no ponto a , a uma temperatura de 800 ° C e com composição química de 0,77 % p   C . No ponto a , a microestrutura é composta de 100 % ferro- γ ou austenita, a figura abaixo mostra a representação esquemática dessa microestrutura.

Se resfriarmos lentamente nossa liga chegaremos ao ponto eutetoide, neste ponto ocorre a famosa reação eutetoide, que nada mais é do que a austenita (sólido) se transformando simultaneamente em ferro- α e Cementita (dois sólidos). Essa transformação começa a ocorre nos contornos de grão. Vamos visualizar isso dando um zoom em nosso contorno de grão da austenita.

Observe a formação lamelar de Ferrita (ferro- α ) e Cementita ( F e 3 C ), assim como vimos nas ligas eutéticas. À medida que nossa liga vai resfriando a Ferrita vai expulsando o carbono para a Cementita.

Continuando o resfriamento lento e chegando ao ponto b teremos uma microestrutura totalmente lamelar, composta de Ferrita + Cementita, conhecida como perlita. Observe na figura abaixo que a microestrutura da perlita mantém os contornos de grãos da fase austenita.

A figura abaixo mostra a microestrutura da perlita, observada em um aumento de 5000X em microscopia eletrônica de varredura.

Para uma estrutura com 100 % de perlita, qual será a quantidade de Ferrita e de Cementita presentes?

Para respondermos isso vamos aplicar a regra da alavanca que aprendemos em tópicos anteriores, para isso considerem a linha de amarração a própria linha isotérmica eutetoide ou linha solidus, conforme o diagrama abaixo:

Assim, teremos as seguintes frações mássicas de Ferrita ( α ) total e Cementita ( F e 3 C ):

W α = F r a ç ã o   d e   α C o m p r i m e n t o   d a   l i n h a   d e   a m a r r a ç ã o = 6,7 - 0,77 6,7 - 0,022 = 0,89

W F e 3 C = F r a ç ã o   d e   F e 3 C C o m p r i m e n t o   d a   l i n h a   d e   a m a r r a ç ã o = 0,77 - 0,022 6,7 - 0,022 = 0,11

Isto significa que um aço na composição eutetoide, isto é 100% perlita, terá 0,89% de Ferrita (ferro- α ) e 0,11% de Cementita ( F e 3 C ).

Vamos praticar um pouco!!!!

Expandir

Exercício Resolvido #1

Elaboração própria

Os aços com concentração são muito utilizados na manufatura de fios para estrutura de pneus, válvulas, trilhos ferroviários. O aço eutetóide é uma das classificações deste material, sobre essa categoria determine a opção correta.

  1. A liga que apresenta 2,0 % C em peso
  2. Quando submetidos a resfriamento moderado, sua microestrutura será constituída unicamente de ferrita
  3. Nos aços eutetóides, o espaçamento interlamelar da perlita é o parâmetro microestrutural que possui maior influência no seu comportamento mecânico
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Passo 1

A liga que apresenta 0,76% C, em peso

Passo 2

Quando submetidos a resfriamento moderado, sua microestrutura será constituída unicamente de perlita

Passo 3

Nos aços eutetóides, o espaçamento interlamelar da perlita é o parâmetro microestrutural que possui maior influência no seu comportamento mecânico

Resposta

Alternativa III

Exercício Resolvido #2

Elaboração própria

Determine a característica correta da perlita, constituinte do aço eutético.

  1. Microestrutura formada nos aços eutetóides acima da temperatura do eutetóide
  2. Composta por camadas alternadas de lamelas de ferrita e austenita
  3. Quando vista ao microscópio apresenta uma aparência de madrepérola
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Passo 1

Microestrutura formada nos aços eutetóides abaixo da temperatura do eutetóide

Passo 2

Composta por camadas alternadas de lamelas de ferrita e cementita

Passo 3

Quando vista ao microscópio apresenta uma aparência de madrepérola

Resposta

Alternativa III

Exercício Resolvido #3

Elaboração própria

Analise a influência dos elementos de liga no ponto eutético.

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Resposta

As adições de elementos de ligas (Cr, Ni, Ti, etc.) alteram o diagrama de fases binário para o sistema ferro-cementita. Uma das importantes alterações é o deslocamento da posição eutetóide em relação à temperatura e à concentração de carbono.

Exercício Resolvido #4

Elaboração própria

Analise a influência dos elementos de liga no ponto eutético.

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Resposta

As adições de elementos de ligas (Cr, Ni, Ti, etc.) alteram o diagrama de fases binário para o sistema ferro-cementita. Uma das importantes alterações é o deslocamento da posição eutetóide em relação à temperatura e à concentração de carbono.

Exercício Resolvido #5

Elaboração própria

Abaixo é representada uma esquematização das microestruturas da liga Fe-FeC. Faça o esboço da microestrutura acima e abaixo do ponto eutético (A e B) respectivamente.

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Passo 1

Presença de 100% de austenita

Passo 2

Passo 3

Quando tem-se o resfriamento temos 2 fases presentes: alfa + cementita

Resposta

Acima do ponto eutetóide:

Abaixo do ponto eutetóide:

Exercício Resolvido #6

Elaboração própria

A perlita é formada por camadas de ferrita e cementita, com base nisso explique como ocorre a formação da ferrita.

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Resposta

A formação da  HYPERLINK "https://pt.wikipedia.org/wiki/Ferrite" \o "Ferrite" ferrita se dá a partir dos contornos de grão, e vai crescendo em direção ao centro do grão. À medida que a ferrita cresce, o excesso de carbono sai pelas regiões adjacentes, dando origem à cementita. Como existe a formação praticamente simultânea de vários núcleos de ferrita, a estrutura passará a ser composta de regiões alternadas de ferrita e de cementita.

Exercício Resolvido #7

Petrobras Biocombustível - 2008 - Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Terminais e Dutos - 44

Observe a micrografia de um aço eutetóide, que revela a microestrutura lamelar.

O aço eutetóide é um aço que tem um teor de carbono:

  1. Acima de 0,77%, sendo esta uma composição particular encontrada no diagrama ferro-carbono cuja transformação de austenita para ferrita e cementita ocorre sem a variação da temperatura.
  2. Inferior a 0,77%, sendo esta uma composição particular encontrada no diagrama ferro-carbono cuja transformação de ferrita para austenita e cementita ocorre com a variação da temperatura
  3. De 0,77%, sendo esta uma composição particular encontrada no diagrama ferro-carbono cuja transformação de austenita para ferrita e cementita ocorre com a variação da temperatura.
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Passo 1

Em 0,77%, sendo esta uma composição particular encontrada no diagrama ferro-carbono cuja transformação de austenita para ferrita e cementita ocorre com a variação da temperatura.

A transformação de uma fase sólida em duas fases sólidas acontece lentamente

Passo 2

Resposta

Alternativa C

Exercício Resolvido #8

Petrobras Biocombustível - 2010 - Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Terminais e Dutos - 48

A reação eutética é definida como aquela na qual, durante a resfriamento, uma fase líquida se transforma de maneira isotérmica e reversível em duas fases sólidas, que se encontram intimamente ligadas num produto bifásico de baixo ponto de fusão, conhecido como sólido eutético. Para o sistema cobre-prata, a equação da reação eutética poderia ser descrita como:

A reação eutética também é típica do sistema ferro-carbono, cuja reação ocorre

  1. Somente nos ferro fundidos com 0,76%p C, desde que em solidificações dentro das condições de equilíbrio
  2. Somente nos ferros fundidos com 4,3%p C, desde que em solidificações dentro das condições de equilíbrio
  3. O teor de 4,3%, temperatura de 1400°C corresponde à liga de mais baixo ponto de solidificação ou fusão.
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Passo 1

Somente nos ferros fundidos com 4,3%p C, desde que em solidificações dentro das condições de equilíbrio

Passo 2

O teor de 4,3%, temperatura de 1148°, corresponde à liga de mais baixo ponto de solidificação ou fusão.

Resposta

Alternativa 3

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