Considere o resfriamento de dois aços distintos, um aço hipoeutetóide e um aço hipereutetóide, ambos partidos de 900^circ C até a temperatura ultrapassar a linha de reação eutetóide. Calcule a fração das fases e constituintes (ferrita proeutetóide, ferrita eutetóide, ferrita total, cementita proeutetóide, cementita eutetóide cementita total, austenita e perlita) presentes para os dois casos.

Passo 1

O enunciado trata do resfriamento de dois aços no diagrama de fases Fe–F e3C, partindo de 900^circC até um pouco abaixo da linha eutetóide ( A1). A reação eutetóide gera perlita a 0,77% C. Para encontrar as frações de fase aplicamos a regra das alavancas (lever rule) nas regiões biphasic abaixo de A1.

Passo 2

Precisamos dos pontos de composição no diagrama:
Calpha = 0,022%(solubilidade de C em ferrita a A1),
Ce = 0,77%(composição eutetóide), çãó
Ctheta = 6,70%(composição da cementita (Fe3C)) çã
Abaixo de A1 para aço hipoeutetóide ( C0<Ce) temos fases alphap (ferrita proeutetóide) + perlita. Para aço hipereutetóide ( C0>Ce) temos thetap (cementita proeutetóide) + perlita.

Passo 3

Para o aço hipoeutetóide ( C0<Ce) usamos:
falphap ;=;Ce - C0Ce - Calpha , fP ;=;C0 - CalphaCe - Calpha
sendo falphap a fração de ferrita proeutetóide e fP a fração de perlita.

Passo 4

Dentro da perlita, aplicamos a regra das alavancas entre Calpha e Ctheta:
falpha^(eu) ;=;Ctheta - CeCtheta - Calpha , ftheta^(eu) ;=;Ce - CalphaCtheta - Calpha
onde falpha^(eu) e ftheta^(eu) são as frações de ferrita e cementita dentro da perlita.

Passo 5

Então, para o aço hipoeutetóide, as frações finais são:
&ferrita proeutetóide: falphap &perlita: fP &ferrita eutetóide (na perlita): fP,falpha^(eu) &cementita eutetóide (na perlita): fP,ftheta^(eu) &ferrita total: falphap+fP,falpha^(eu) &cementita total: fP,ftheta^(eu) &austenita: 0 óóó

Passo 6

Para o aço hipereutetóide ( C0>Ce) trocamos ferrita pro por cementita pro. Assim:
fthetap ;=;C0 - CeCtheta - Ce , fP ;=;Ce - CalphaCtheta - Ce
onde fthetap é a fração de cementita proeutetóide e fP a fração de perlita.

Passo 7

Dentro da perlita valem os mesmos falpha^(eu) e ftheta^(eu) do Passo 4. Logo, para o aço hipereutetóide:
&cementita proeutetóide: fthetap &perlita: fP &ferrita eutetóide (na perlita): fP,falpha^(eu) &cementita eutetóide (na perlita): fP,ftheta^(eu) &ferrita total: fP,falpha^(eu) &cementita total: fthetap+fP,ftheta^(eu) &austenita: 0 óóó

Resposta

As expressões gerais das frações para cada caso são:
Aço hipoeutetóide ( C0<Ce):
falphap&=Ce-C0Ce-Calpha, fP=C0-CalphaCe-Calpha, falpha^(eu)&=Ctheta-CeCtheta-Calpha, ftheta^(eu)=Ce-CalphaCtheta-Calpha, alphatotal&=falphap+fP,falpha^(eu), thetatotal=fP,ftheta^(eu), austenita=0
Aço hipereutetóide ( C0>Ce):
fthetap&=C0-CeCtheta-Ce, fP=Ce-CalphaCtheta-Ce, falpha^(eu)&=Ctheta-CeCtheta-Calpha, ftheta^(eu)=Ce-CalphaCtheta-Calpha, alphatotal&=fP,falpha^(eu), thetatotal=fthetap+fP,ftheta^(eu), austenita=0

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