9.81 Sabe-se que um aço contém 93,65 \% p Fe, 6,0 \% p Mn e 0,35 \% p C.
(a) Qual é a temperatura eutetoide aproximada dessa liga?
(b) Qual é a fase proeutetoide quando essa liga é resfriada até uma temperatura imediatamente abaixo da eutetoide?
(c) Calcule a quantidade relativa da fase proeutetoide e de perlita.Assuma que não existem alterações nas posições das outras fronteiras entre fases com a adição do Mn .

Passo 1

O enunciado trata de uma liga de aço Fe–C–Mn contendo 93,65\% de Fe, 6{,}0\% de Mn e 0{,}35\% de C. O que se pede:
  • (a) a temperatura eutetoide aproximada dessa liga;
  • (b) a fase proeutetóide que se forma ao resfriar logo abaixo da eutetoide;
  • (c) as frações em massa de fase proeutetóide e de perlita.
    Conteúdo necessário: diagrama de fases Fe–C, regra das alavancas e caracterização de aços hipoeutetóides.

Passo 2

Para (a), como o Mn não altera as posições das fronteiras (suposição do enunciado), a transformação eutetoide ocorre no ponto invariável do diagrama Fe–C puro. Esse ponto está em C_E = 0,77\% de C e temperatura aproximada de
T_E \approx 727\;^\circ\mathrm{C}.

Passo 3

Para (b), nossa liga tem C_0 = 0,35\% < C_E=0,77\%, logo é um aço hipoeutetóide. Ao resfriar logo abaixo de T_E forma‐se primeiro a fase ferrita \alpha proeutetóide.

Passo 4

Para (c), aplicamos a regra das alavancas no diagrama de fases à temperatura eutetoide. As composições de equilíbrio são
C_E = 0,77\%,\quad C_\alpha = 0,022\%,\quad C_0 = 0,35\%.
A fração de ferrita proeutetóide é
f_{\alpha,\mathrm{pro}} = \frac{C_E - C_0}{C_E - C_\alpha} = \frac{0{,}77 - 0{,}35}{0{,}77 - 0{,}022} = \frac{0{,}42}{0{,}748} \approx 0{,}561,
e a fração de perlita é
f_{\mathrm{perlita}} = 1 - f_{\alpha,\mathrm{pro}} \approx 1 - 0{,}561 = 0{,}439.

Resposta

(a) T_E \approx 727\;^\circ\mathrm{C}.
(b) ferrita \alpha.
(c) f_{\alpha,\mathrm{pro}}\approx 0{,}561 (56,1 %) e f_{\mathrm{perlita}}\approx 0{,}439 (43,9 %).

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