(a) Explique brevemente por que uma fase proeutetoide (ferrita ou cementita) se forma ao longo dos contornos de grão da austenita.
(b) Para uma liga com
em massa de Fe e
em massa de C , a uma temperatura logo abaixo da eutetoide, determine: (i) As frações das fases totais de ferrita e cementita; (ii) As frações de ferrita proeutetoide e perlita; (iii) A fração de ferrita eutetoide.
(b) Para uma liga com
Passo 1
O enunciado trata de um aço hipoeutetóide com
em massa de C e pede:
- (a) por que a fase proeutetoide (ferrita ou cementita) se forma nos contornos de grão da austenita;
- (b) usando a regra da alavanca, determinar logo abaixo da temperatura eutetóide:
- as frações totais de ferrita e de cementita;
- as frações de ferrita proeutetoide e de perlita;
- a fração de ferrita eutetóide (na perlita).
Passo 2
(a) Ao resfriar um aço hipoeutetóide pelo diagrama Fe–C, a primeira fase a aparecer abaixo da linha
é a ferrita, porque a austenita fica supersaturada em Fe e empurra o excesso de C para os contornos de grão. Nesses contornos há maior difusividade e energia de contorno, o que facilita a nucleação da ferrita proeutetoide antes que toda a austenita alcance a composição eutetóide. Se fosse hipereutetóide, seria a cementita proeutetoide que se formaria analogamente.
Passo 3
(b)(i) Frações totais de ferrita
e de cementita
abaixo da eutetóide:
Usamos a composição de equilíbrio na eutetóide:
Usamos a composição de equilíbrio na eutetóide:
Pela regra da alavanca em
:
Passo 4
(b)(ii) Frações de ferrita proeutetoide e de perlita:
Logo acima de estamos em equilíbrio
com
Logo acima de
Aplicando alavanca em
:
Essa fração de
transforma-se integralmente em perlita, logo
Passo 5
(b)(iii) Fração de ferrita eutetóide (na perlita):
Dentro da perlita a proporção de ferrita é
Dentro da perlita a proporção de ferrita é
Multiplicando pelo total de perlita:
Resposta
(a) Porque, ao resfriar abaixo de
, a austenita supersaturada em Fe nucleia ferrita nos contornos de grão (maior energia e difusão) antes de atingir a composição eutetóide.
(b)(i)
,
.
(b)(ii) ,
.
(b)(iii) .
(b)(ii)
(b)(iii)