Para um aço com
C, calcular as frações volumétricas das fases presentes a:
a.
a.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular as frações volumétricas das fases presentes em um aço com 1% de carbono a uma temperatura de 1500°C. Isso envolve entender o diagrama de fases do ferro-carbono, que mostra quais fases estão presentes em diferentes temperaturas e composições de carbono. Para resolver, vamos usar o princípio da alavanca (regra da alavanca) e entender um pouco sobre as fases alfa (ferrita), gama (austenita) e líquida.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar no diagrama de fases do ferro-carbono onde está nossa composição, que é 1% de carbono, a 1500°C. O diagrama mostra as fases presentes em diversas temperaturas e concentrações de carbono. A 1500°C, que é uma temperatura bem alta, estamos próximos do ponto de fusão do aço puro, mas como temos 1% de C, vamos verificar quais fases existem nessa condição.
Passo 3
Na temperatura de 1500°C e com 1% de carbono, o aço está na região onde predominam duas fases: a delta-ferrita (δ) e a austenita (γ). Essas fases coexistem até que atingimos a temperatura de solidificação. Para calcular as frações volumétricas dessas fases, vamos usar a regra da alavanca.
Passo 4
A regra da alavanca nos ajuda a determinar a proporção das fases presentes em uma mistura binária. Ela é dada por:
Onde:
- $ f_1 $ é a fração da fase 1 (delta-ferrita),
- $ f_2 $ é a fração da fase 2 (austenita),
- $ C_0 $ é a composição da liga (1% C),
- $ C_1 $ e $ C_2 $ são as composições de carbono nas fases delta e austenita respectivamente no equilíbrio a 1500°C.
Passo 5
Vamos supor que, a 1500°C, a composição de carbono na delta-ferrita ($ C_1
C_2 $) é de cerca de 1,8%. Esses valores são baseados no diagrama de fases do ferro-carbono.
Passo 6
Substituindo os valores na fórmula da regra da alavanca:
Isso significa que a fração da delta-ferrita é aproximadamente 44,9%.
Passo 7
Para encontrar a fração da austenita ($ f_{\gamma} $), simplesmente subtraímos a fração da delta-ferrita de 1:
Ou seja, a fração da austenita é aproximadamente 55,1%.
Resposta
As frações volumétricas presentes a 1500°C são aproximadamente 44,9% de delta-ferrita (δ) e 55,1% de austenita (γ).