Considere amostras de ligas
com
e
. A- Seria possível criar um experimento onde fosse possível mantê-las em equilíbrio bifásico, onde a fase gama contivesse
C? Como seria, caso seja possível? B- O que seria diferente para as duas ligas nesta situação de equilíbrio?
Passo 1
O enunciado pergunta se, em um aço (liga Fe–C) com teor total de carbono
ou
, é possível obter equilíbrio bifásico onde a fase austenita (gama) tenha teor de carbono
. O conteúdo que precisamos usar é o diagrama de fases Fe–C e a regra das alavancas para sistemas bifásicos.
Passo 2
No diagrama Fe–C, a austenita
existe entre as linhas
e
. Em cada temperatura
desse campo, a composição de carbono da
em equilíbrio vem da interseção da isoterma com a curva de solubilidade da
. Se traçarmos uma vertical em
C, ela cruza a fronteira
num ponto de temperatura
tal que
Logo, existe uma temperatura
(leitura aproximada do diagrama) onde a austenita dissolverá exatamente
de C.
Passo 3
O experimento seria:
- Aquecer a amostra (com
ou ) acima de para homogeneizar em . - Resfriar até
e manter isoterma (forjar em forno ou banho termostatizado) para formar equilíbrio . - Nessa condição, a fase
tem composição fixa . A fase terá composição , que é bem menor (próxima de de C).
Passo 4
A fração em massa de cada fase vem da regra das alavancas:
Adotando
e
:
- Para
:
- Para
:
Passo 5
O que muda entre as ligas de
e
C, quando se está em equilíbrio
a
, é apenas a fração de cada fase. Em ambas, a
terá
C e a
cerca de
C; só que:
- No aço
, prevalece a ferrita , com cerca de em massa de . - No aço
, prevalece a austenita , com cerca de em massa de .
Resposta
Sim. Basta aquecer o aço até a região
num ponto
em que
C e manter isoterma para atingir equilíbrio bifásico. A diferença entre as ligas de
e
C será a fração em massa de cada fase
e
, calculada pela regra das alavancas.