Calcular a porcentagem de ferrita, cementita e perlita, a temperatura ambiente, da seguinte liga ferro-carbono: 1,5 % C

Passo 1

Beleza, temos um exercício que pede para calcular a porcentagem de ferrita, cementita e perlita numa liga de ferro-carbono com 1,5% de carbono à temperatura ambiente. Vamos usar o diagrama de fases do ferro-carbono para resolver isso. Precisamos entender as fases presentes nesse tipo de liga e como elas se distribuem em diferentes composições.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que no diagrama de fases do ferro-carbono, a perlita se forma a partir da transformação da austenita na temperatura de eutetóide, que é 0,76% de carbono a 727°C. Como nossa liga tem 1,5% de carbono, que é maior que o teor eutetóide, teremos além da perlita, uma fase extra chamada cementita proeutetóide.

Passo 3

Para encontrar as porcentagens de cada fase, usamos a regra da alavanca. Essa regra ajuda a determinar as proporções das fases presentes em uma mistura a partir do diagrama de fases. Vamos aplicar essa regra para calcular a quantidade de perlita e cementita na nossa liga.

Passo 4

A regra da alavanca é dada pela fórmula:
Base da alavanca (constituinte oposto)Comprimento total da alavanca = Frações das fases çõ
No nosso caso, a liga está acima do teor eutetóide, então teremos perlita e cementita proeutetóide.

Passo 5

Vamos identificar os teores necessários:
  • Composição do eutetóide ( Ce) = 0,76% C
  • Composição da cementita ( Ccementita) = 6,67% C
Nossa liga tem 1,5% C. Usando a regra da alavanca para perlita e cementita proeutetóide:
Fração de perlita = Ccementita - CligaCcementita - Ce çã
Fração de cementita = Cliga - CeCcementita - Ce çã

Passo 6

Vamos calcular a fração de perlita:
Fração de perlita = 6,67% - 1,5%6,67% - 0,76% = 5,17%5,91% approx 0,874 ou 87,4% çã
E a fração de cementita proeutetóide:
Fração de cementita = 1,5% - 0,76%6,67% - 0,76% = 0,74%5,91% approx 0,125 ou 12,5% çã

Passo 7

Agora, como estamos a temperatura ambiente, sabemos que a ferrita pura ( alpha) só ocorre se a composição de carbono for inferior a 0,022% em peso, o que não é o caso aqui. Portanto, toda a ferrita presente está na forma de perlita, que é uma mistura de ferrita e cementita.

Passo 8

Portanto, a porcentagem de ferrita na perlita corresponde a aproximadamente 87,4%, e a porcentagem de cementita na perlita permanece como calculado. Contudo, como já consideramos a cementita proeutetóide separadamente, a porcentagem total de cementita na liga será a soma da cementita na perlita e da cementita proeutetóide.

Passo 9

Resumindo:
  • Perlita: 87,4%
    • Dentro da perlita:
      • Ferrita: cerca de 87,4%
      • Cementita: cerca de 12,6%
  • Cementita proeutetóide: 12,5%

Resposta

Na liga ferro-carbono com 1,5% de C à temperatura ambiente, a composição é aproximadamente:
  • Perlita: 87,4%
    • Ferrita na perlita: 87,4%
    • Cementita na perlita: 12,6%
  • Cementita proeutetóide: 12,5%

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