Calcular a porcentagem de ferrita, cementita e perlita, a temperatura ambiente, da seguinte liga ferro-carbono:
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:
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 (
) = 0,76% C - Composição da cementita (
) = 6,67% C
Nossa liga tem 1,5% C. Usando a regra da alavanca para perlita e cementita proeutetóide:
Passo 6
Vamos calcular a fração de perlita:
E a fração de cementita proeutetóide:
Passo 7
Agora, como estamos a temperatura ambiente, sabemos que a ferrita pura (
) 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%
- Dentro da perlita:
- 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%