Considerando o diagrama de fases ferro-carbono (Fe-C) e o processo de resfriamento lento em equilíbrio, descreva como se desenvolve a microestrutura nas seguintes condições:
Resfriamento a partir de 1500^{\circ} \mathrm{C} para um aço com 1,00 \% \mathrm{em} peso de carbono.
Para cada caso, indique: as transformações de fase que ocorrem durante o resfriamento; as microestruturas formadas (como ferrita, perlita ou cementita); as temperaturas aproximadas nas quais essas transformações acontecem.

Passo 1

O enunciado pede o percurso de resfriamento em equilíbrio de um aço com 1{,}00\% em peso de C, partindo de 1500^\circ\mathrm{C} até temperatura ambiente. Vamos usar o diagrama de fases Fe–C para identificar, em cada faixa de temperatura, quais fases aparecem, a que transformações correspondem e suas temperaturas aproximadas.

Passo 2

Logo abaixo de 1500^\circ\mathrm{C} entramos na região L + \gamma (entre as curvas liquidus e solidus do diagrama). À medida que esfriamos de cerca de 1500^\circ\mathrm{C} para \sim1480^\circ\mathrm{C}, começa a solidificação, isto é, forma-se gradualmente austenita \gamma a partir do líquido (L):
\text{L} \;\longrightarrow\; \text{L} + \gamma.
Continuando o resfriamento até aproximadamente 1450^\circ\mathrm{C}, chega-se ao solidus e toda a liga está solidificada como austenita (fase única \gamma). De 1450^\circ\mathrm{C} até perto de 727^\circ\mathrm{C}, a austenita é estável e permanece como única fase.

Passo 3

Ao atingir a linha A\textsubscript{Cm} (aprox. 723^\circ\mathrm{C} para 1 % C), inicia-se a precipitação de cementita proeutetoide \text{Fe}_3\text{C} ao longo dos contornos de grão de \gamma. Assim formam-se filmes ou rede de cementita antes da transformação eutetoide:
\gamma\;\longrightarrow\;\gamma + \text{Fe}_3\text{C}_\text{proeutetoide}\quad(\approx723^\circ\mathrm{C}).
Logo em seguida, ao cruzar a temperatura eutetoide A\textsubscript{1} \approx727^\circ\mathrm{C}, a austenita remanescente transforma-se simultaneamente em perlita, que é uma mistura lamelar de ferrita \alpha e cementita \text{Fe}_3\text{C}:
\gamma \;\longrightarrow\; \alpha + \text{Fe}_3\text{C}\quad(\text{perlita},\,727^\circ\mathrm{C}).

Passo 4

Abaixo de 727^\circ\mathrm{C} não ocorrem novas transformações em equilíbrio; o material final consiste em:
– Proeutetoide de cementita nos contornos de grão.
– Matriz perlítica (lamelas de \alpha e \text{Fe}_3\text{C}).

Resposta

No resfriamento lento de aço 1 % C, começa-se com líquido puro em 1500^\circ\mathrm{C}, forma-se austenita até completar a solidificação em torno de 1450^\circ\mathrm{C}; em \sim723^\circ\mathrm{C} precipita-se cementita proeutetoide nos contornos de grão; em 727^\circ\mathrm{C} o restante de \gamma se converte em perlita (ferrita + cementita lamelar). O produto final é uma mistura de cementita proeutetoide + perlita.

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