Considere 6,0 kg de austenita contendo 0,45 % p C, e que é resfriada até abaixo de 727^circ C(1341^circ F).
Quantos quilogramas de cementita e de ferrita total se formam?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem 6,0 kg de austenita com 0,45% de carbono e precisa descobrir quanto de cementita e ferrita vão se formar quando a austenita é resfriada abaixo de 727°C. Para isso, vamos usar conceitos de transformações de fase no sistema ferro-carbono e aplicar a regra da alavanca para fazer os cálculos.

Passo 2

Primeiro, vamos entender um pouco da teoria por trás disso. No diagrama ferro-carbono, a austenita é uma fase sólida do aço que é estável a altas temperaturas. Quando resfriamos a austenita abaixo de 727°C, ela se transforma em outras fases dependendo da quantidade de carbono presente.
Para aços com menos carbono que o ponto eutetóide (0,76% C), como é o caso aqui com 0,45% C, ocorre uma transformação chamada de transformação eutetóide mais a formação de ferrita proeutética (ferrita que se forma antes da transformação eutetóide completa).

Passo 3

Agora, vamos aplicar a regra da alavanca para encontrar as proporções das fases formadas. A regra da alavanca nos ajuda a determinar a fração de cada fase em equilíbrio.
A equação geral para a regra da alavanca é:
C - CferritaCeutetóide - Cferrita = Quantidade de cementitaQuantidade total ó
Onde:
  • $ C $ é o teor de carbono no aço original (0,45%).
  • $ C_{ferrita} $ é o teor de carbono na ferrita (praticamente 0%).
  • $ C_{eutetóide} $ é o teor de carbono no eutetóide (0,76%).

Passo 4

Aplicando os valores na equação:
0,45 - 00,76 - 0 = Quantidade de cementita6,0, kg
0,450,76 = Quantidade de cementita6,0, kg
Quantidade de cementita = 6,0, kg times 0,450,76 approx 3,55, kg
Como a massa total é de 6,0 kg, a quantidade de ferrita será:
Quantidade de ferrita = 6,0, kg - 3,55, kg approx 2,45, kg

Resposta

Ao resfriar 6,0 kg de austenita com 0,45% de carbono abaixo de 727°C, formam-se aproximadamente 3,55 kg de cementita e 2,45 kg de ferrita.

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