Desenhe o sistema ferro-carbono indicando todas as temperaturas de transformações, reações invariantes, ponto eutético, etc.

Passo 1

O enunciado pede para desenhar o diagrama de fases Fe–C (ferro–carbono), indicando todos os pontos e temperaturas de transformação: curvas liquidus e solidus, linhas A_{3}, A_{cm}, A_{1} e A_{2}, e as reações invariantes (peritética, eutética, eutetóide) com os respectivos pontos (composição e temperatura).

Passo 2

Definimos os eixos do diagrama: eixo horizontal é a composição em % de carbono, de 0 a 6{,}67\% (limite de solubilidade máxima de C em Fe_3C), e eixo vertical é a temperatura em ^\circ\mathrm{C}, de aproximadamente 700^\circ\mathrm{C} até 1540^\circ\mathrm{C}.

Passo 3

Identificamos as fases envolvidas e suas regiões:
  • L: líquida
  • δ: ferrita delta (rede cúbica centrada no corpo, estável acima de 1394^\circ\mathrm{C} até o peritético)
  • γ: austenita (cúbica de face centrada)
  • α: ferrita alfa (cúbica centrada do ferro)
  • F e_{3}C: cementita

Passo 4

Marcamos as principais curvas críticas:
  • Liquidus: temperatura em que inicia a solidificação do líquido.
  • Solidus: temperatura em que termina a solidificação (entramos em região todo sólido).
  • A_{4} (às vezes não mostrado): ponto de fissão \delta\to\gamma em Fe puro a 1394^\circ\mathrm{C}.
  • Peritético \delta+L \to\gamma a 1493^\circ\mathrm{C} e 0{,}17\% C.
  • A_{3}: linha que separa \alpha+\gamma de γ puro, vai de 910^\circ\mathrm{C} em 0\% C até 727^\circ\mathrm{C} em ≃ 0{,}76\% C.
  • A_{cm}: linha que separa γ de \gamma+F e_{3}C, de 727^\circ\mathrm{C} em 0{,}76\% C até 1147^\circ\mathrm{C} em 6{,}67\% C.
  • A_{1} (eutetóide): reação \gamma\to\alpha+F e_{3}C a 727^\circ\mathrm{C} e 0{,}76\% C.
  • A_{2} (Curie da α): α ferromagnética→paramagnética a ≃ 770^\circ\mathrm{C}.

Passo 5

Listamos as reações invariantes e seus pontos:
  1. Peritético:
\delta + L \longrightarrow \gamma \quad\text{a}\quad 1493^\circ\mathrm{C},\;0{,}17\%\\ C.
  1. Eutético:
L \longrightarrow \gamma + \mathrm{Fe}_3C \quad\text{a}\quad 1147^\circ\mathrm{C},\;4{,}30\%\\ C.
  1. Eutetóide:
\gamma \longrightarrow \alpha + \mathrm{Fe}_3C \quad\text{a}\quad 727^\circ\mathrm{C},\;0{,}76\%\\ C.

Passo 6

Esboço esquemático (ASCII) do diagrama Fe–C:
 T (°C)
 |
1540 ──●──────────────●───────── L puro Fe (\(1538\circ\)C)
 \ /
1493 ●───\ Peritético/─── \(\delta+\) L
 \ /
 │\ /
1147 ─────┼ ●────●─── L \(\to\gamma+\)F\(e_{3}\)C (eutético 4,30%C)
 │ γ │
910 ─────┤ │
770 ─────┤ \(A_{2}\) │
727 ─────●───────────────── \(\gamma\to\alpha+\)F\(e_{3}\)C (eutetóide 0,76%C)
 │\ \
 │ \ \
 ●──\────● \(\alpha+\gamma\) region até \(A_{3}\)
0 %C \(0,170,764,306,67\) %C
 perít. eutet. cementita
Legenda rápida das linhas:
• Curva liquidus (superior)
• Curva solidus (logo abaixo)
A_{4} em 1394^\circ\mathrm{C} ( \delta\to\gamma puro) não mostrado aqui em detalhe
A_{3} e A_{cm} delimitam a região γ pura
A_{1} a 727^\circ\mathrm{C} é a linha eutetóide

Resposta

Diagrama de fases Fe–C conforme esboço acima, com todas as temperaturas de transformação, linhas críticas ( A_{3}, A_{cm}, A_{1}, A_{2}), e reações invariantes (peritético a 1493^\circ\mathrm{C}, eutético a 1147^\circ\mathrm{C}, eutetóide a 727^\circ\mathrm{C}).

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