Para um aço com 0,6 % C, calcular as frações volumétricas das fases presentes a:
e. 726 ^circ C (considerando a formação de ferrita total + cementita)

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:
Frações = A distância do ponto de interesse até a curva da fase opostaComprimento total da linha de equilíbrio çõâéí

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 6,67 - 0,6 = 6,07%.
A distância até a ferrita (0,02% C) é 0,6 - 0,02 = 0,58%.
O comprimento total da linha de equilíbrio é 6,67 - 0,02 = 6,65%.

Passo 6

Agora, aplicando a regra da alavanca:
  • Fração de ferrita:
6,076,65 approx 0,913 ou 91,3%
  • Fração de cementita:
0,586,65 approx 0,087 ou 8,7%

Resposta

As frações volumétricas das fases presentes a 726°C são aproximadamente 91,3% de ferrita e 8,7% de cementita.

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