Para um aço com
, calcular as frações volumétricas das fases presentes a:
e.
(considerando a formação de ferrita total + cementita)
e.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre aço com 0,6% de carbono a 726°C. O que a questão pede é para calcular as frações volumétricas das fases presentes, que nesse caso são ferrita e cementita. Para isso, vamos usar o diagrama de fases do aço, especificamente o diagrama ferro-carbono, e aplicar a regra da alavanca (conhecida como regra de Gibbs ou regra da alavanca).
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que são ferrita e cementita. Ferrita é uma fase de ferro quase pura com uma pequena quantidade de carbono (até 0,02% C), e é bem macia. Cementita, ou carboneto de ferro (Fe₃C), é uma fase dura e quebradiça com 6,67% de carbono. No diagrama ferro-carbono, essas duas fases coexistem em certas condições de composição e temperatura.
Passo 3
Vamos localizar o ponto correspondente a 0,6% de carbono e 726°C no diagrama ferro-carbono. Esse ponto está na região onde ferrita e cementita coexistem, formando uma microestrutura chamada de perlita. A perlita é uma mistura de ferrita e cementita em camadas alternadas.
Passo 4
Para encontrar as frações volumétricas de ferrita e cementita, usamos a regra da alavanca. A fórmula da regra da alavanca é:
Passo 5
No nosso caso:
- A composição do aço é 0,6% C.
- A composição da ferrita pura é aproximadamente 0,02% C.
- A composição da cementita é 6,67% C.
Então, a distância do ponto de 0,6% C até a cementita (6,67% C) é
.
A distância até a ferrita (0,02% C) é .
O comprimento total da linha de equilíbrio é .
A distância até a ferrita (0,02% C) é
O comprimento total da linha de equilíbrio é
Passo 6
Agora, aplicando a regra da alavanca:
- Fração de ferrita:
- Fração de cementita:
Resposta
As frações volumétricas das fases presentes a 726°C são aproximadamente 91,3% de ferrita e 8,7% de cementita.