Para um aço com 0,6 % C, calcular as frações volumétricas das fases presentes a:
a. 1500 ^circ C

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular as frações volumétricas das fases presentes em um aço com 0,6% de carbono a 1500°C. Isso envolve entender um pouco sobre diagramas de fases do ferro-carbono. Vamos precisar usar o Regra da Alavanca para encontrar as frações das diferentes fases presentes nesse sistema.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar quais fases estão presentes a 1500°C para um aço com 0,6% de C. No diagrama de fases do ferro-carbono, a 1500°C, que está acima da temperatura eutetóide (aproximadamente 727°C), a principal fase presente é a austenita (fase γ). No entanto, como temos uma quantidade relativamente alta de carbono (0,6%), também pode haver presença de cementita (Fe₃C).

Passo 3

Agora, vamos utilizar a Regra da Alavanca para determinar as frações volumétricas das fases. A Regra da Alavanca é dada por:
Frações = Comprimento do tie line oposto à faseComprimento total do tie line çõà
No nosso caso, precisamos identificar os limites do tie line no diagrama de fases para 0,6% de C a 1500°C. Supondo que estamos em uma condição de equilíbrio, temos uma mistura de austenita e cementita.

Passo 4

Para aplicar a Regra da Alavanca, precisamos conhecer as porcentagens de carbono nas fases puras envolvidas. Vamos supor que a austenita (γ) possa dissolver até cerca de 2% de C a essa temperatura, e a cementita (Fe₃C) possui uma composição fixa de 6,67% de C.

Passo 5

Agora, aplicamos a fórmula da Regra da Alavanca. Seja $ C_0 = 0,6% $ a composição do aço, $ C_\gamma = 2% $ a composição da austenita, e $ C_{Fe_3C} = 6,67% $ a composição da cementita.
A fração da austenita ($ f_\gamma $) é:
C0 = 0,6%

Passo 6

Percebemos que nossa fração deu um valor maior que 1, o que não faz sentido físico. Isso indica que, a 1500°C, todo o carbono está dissolvido na austenita e não forma cementita. Portanto, a única fase presente é a austenita.

Resposta

A 1500 °C, o aço com 0,6 % de C é composto 100 % de austenita.

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