10.P5 Verifique se é possível produzir uma liga ferro-carbono que tenha um limite de resistência à tração mínimo de 620 MPa ( 90.000 psi ) e uma ductilidade mínima de
. Se isso for possível, qual será sua composição e qual será sua microestrutura (as perlitas grossa e fina, e a esferoidita são alternativas)? Se isso não for possível, explique por quê.
Passo 1
O enunciado pede uma liga ferro-carbono que tenha um limite de resistência à tração mínimo de 620 MPa e uma ductilidade mínima de 50 % em redução de área (RA). O conteúdo aqui é a correlação entre o teor de carbono, a microestrutura (perlita grossa, perlita fina ou esferoidita) e as propriedades mecânicas de aços Fe–C binários.
Passo 2
Devemos comparar propriedades típicas de cada microestrutura em função do teor de carbono:
– Perlita grossa em torno de C:
MPa e
.
– Perlita fina em torno de C:
MPa e
.
– Esferoidita em torno de C:
MPa e
.
– Perlita grossa em torno de
– Perlita fina em torno de
– Esferoidita em torno de
Passo 3
Verificando perlita grossa (
C):
MPa é muito inferior ao exigido de 620 MPa, ainda que
atenda à ductilidade. Logo, não satisfaz o requisito de resistência.
Passo 4
Verificando perlita fina (
C):
MPa fica um pouco abaixo de 620 MPa e
fica abaixo de 50 %. Mesmo ajustando o teor para
C, alcança-se por volta de 620 MPa mas com
. Portanto, não atende simultaneamente aos dois requisitos.
Passo 5
Verificando esferoidita (
C):
MPa é muito inferior a 620 MPa, embora
seja aceitável. Assim, falha no requisito de resistência.
Resposta
Não é possível produzir, em um sistema ferro-carbono binário com apenas perlita grossa, perlita fina ou esferoidita, uma liga que simultaneamente tenha limite de resistência à tração
MPa e
. Cada microestrutura atende a um dos requisitos, mas nunca aos dois ao mesmo tempo.