Microestrutura do ferro fundido

Teoria Completa

E aiiiii pessoal!! Tudo bem com vocês?

Nos tópicos anteriores conhecemos o diagrama ferro-carbono e suas principais características. Também vimos qual é a microestrutura que forma a partir da reação eutetoide, além de conhecer as microestruturas dos aços hipo e hipereutetoide. Mas quais serão as microestruturas para os ferros fundidos?

Vimos que a composição eutetoide para o aço é de 0,77 % p   C . Além disso, vimos que aços com composição abaixo do eutetoide são chamados de aços hipoeutetoides e aços com a composição química acima do eutetoide são chamados de aços hipereutetoides. Da mesma maneira que existe essa classificação para os aços, existe, também, essa classificação para o ferro fundido. No diagrama abaixo vemos essa classificação.

Vale relembrar, então, que composição química acima de 2,14 % p   C é do ferro fundido. Além disso, vamos relembrar que a composição de 4,30 % p   C representa a composição eutética. Logo, composições químicas abaixo de 4,30 % p   C são os ferros fundidos hipoeutéticos e os com composições químicas acima de 4,30 % p   C são os ferros fundidos hipereutéticos.

Liga eutética

Da mesma maneira que fizemos nos tópicos anteriores, vamos resfriar lentamente um liga eutética, com composição de 4,30 % p   C , a partir do ponto a, conforme figura abaixo:

No ponto a nossa liga estará na fase liquida conforme figura abaixo:

A medida que formos resfriando lentamente nossa liga e atingir a temperatura de 1147 ° C começará a ocorrer a reação eutética. Relembrando, essa reação forma dois sólidos a partir de um líquido. Ao chegarmos no ponto b teremos uma microestrutura conforme figura abaixo:

Nossos grãos de austenita irão variar sua composição química de acordo com a linha s o l v u s da austenita à medida que fomos resfriando lentamente até chegar a isoterma eutetoide, isso significa que nossos grãos de austenita irá “expulsar” carbono até chegar no ponto eutetoide, onde esses grãos irão se transformar em perlita, conforme diagrama abaixo.

Assim, a microestrutura formada no ponto c será de grãos de perlita e cementita. Essa microestrutura é conhecida como ledeburita, conforme figura abaixo.

A imagem acima é a microestrutura de um ferro fundido branco eutético, formando por ledeburita!

Ligas Hipoeutéticas

Da mesma maneira que resfriamos um liga eutética, vamos agora resfriar uma liga hipoeutética a partir do ponto d , onde temos 100 % de líquido.

À medida que vamos resfriando e atingimos a linha l i q u i d u s , começa a formação de austenita em forma de dendritas. Ao chegar no ponto e teremos uma microestrutura composta de grãos em forma de dendritas de austenita e líquido, conforme figura abaixo.

Ao resfriarmos do ponto e , o líquido irá variar sua composição de acordo com a linha l i q u i d u s até atingir a composição do ponto eutético, onde nosso liquido se transformará em nossa ledeburita. Assim no ponto f teremos uma microestrutura conforme figura abaixo.

Continuando nosso resfriamento a partir do ponto f teremos a austenita variando sua composição de acordo com a linha s o l v u s da austenita à medida que fomos resfriando lentamente até chegar a isoterma eutetoide, onde nossa austenita irá se transformar em perlita. Assim, no ponto g teremos a seguinte microestrutura:

Ligas Hipereutéticas

Agora resfriar uma liga hipoeutética a partir do ponto h , onde temos 100 % de líquido.

À medida que vamos resfriando e atingimos a linha l i q u i d u s , começa a formação de cementita, que se forma em placas. Ao chegar no ponto i teremos uma microestrutura composta de grãos em forma de placa de cementita e líquido, conforme figura abaixo.

Ao resfriarmos do ponto i , o líquido irá variar sua composição de acordo com a linha liquidus até atingir a composição do ponto eutético, onde nosso liquido se transformará em nossa ledeburita. Assim no ponto j teremos uma microestrutura conforme figura abaixo.

Continuando nosso resfriamento a partir do ponto j teremos a austenita variando sua composição de acordo com a linha s o l v u s da austenita à medida que fomos resfriando lentamente até chegar a isoterma eutetoide, onde nossa austenita irá se transformar em perlita. Assim, no ponto k teremos a seguinte microestrutura:

Bora praticar um pouco!

Expandir

Exercício Resolvido #1

Elaboração própria

Descreva sucintamente como pode ser observada as transformações de fase durante a solidificação dos ferros fundidos?

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Resposta

São observadas através da análise de ligas hipoeutéticas, eutéticas e hipereutéticas resfriadas lentamente, a partir do diagrama Fe-Fe3C para ferros fundidos brancos, e a partir do diagrama Fe-C, para os ferros fundidos cinzentos, nodulares e vermiculares.

Exercício Resolvido #2

Elaboração própria

Considerando o diagrama Fe-Fe3C, apresentada abaixo, analise o desenvolvimento da estrutura da liga hipoeutetica logo que passa pela linha liquidus.

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Resposta

Saindo do cruzamento da linha líquidus formam-se os primeiros cristais sólidos de austenita (γ-Fe ) denominada primária. A concentração de carbono varia de acordo com a linha sólidus com o prosseguimento do resfriamento.

Exercício Resolvido #3

Elaboração própria

Uma liga de ferro fundido contendo 4,3%p (porcentagem em peso) de C (eutética) resfriada isotermicamente, segundo as condições de metaestabilidade, sofre duas reações, que resultam nas seguintes transformações de fase. Determine-as.

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Resposta

Reação eutética: Líquido Austenita + Cementita (Ledeburita)

Reação eutetóide: Austenita Ferrita + Cementita (Perlita)

Exercício Resolvido #4

Elaboração própria

Considerando a situação do exercício anterior determine as transformações de fase para as condições de estabilidade.