Explique as possíveis relações de crescimento da perlita em interface austenita, ferrita proeutetóide e cementita proeutetóide.
Passo 1
O enunciado pede para explicar como a perlita (mistura lamelar de ferrita
e cementita
) pode crescer a partir da austenita
remanescente, considerando três interfaces distintas:
. Interface
–ar interior (isto é, sem fase proeutetóide pré-existente).
. Interface
–
proeutetóide (placas de ferrita formadas acima da temperatura eutetóide).
. Interface
–
proeutetóide (placas de cementita formadas acima da temperatura eutetóide).
Para isso vamos usar o diagrama de fases Fe–C, os conceitos de nucleação heterogênea, crescimento cooperativo lamelar e relações de orientação cristalográfica.
Para isso vamos usar o diagrama de fases Fe–C, os conceitos de nucleação heterogênea, crescimento cooperativo lamelar e relações de orientação cristalográfica.
Passo 2
Crescimento de perlita em interior de grão de austenita (boundary pearlite)
– Nucleação: ocorre preferencialmente em contornos de grão , pois ali há energia de defeito suficiente para heterogeneizar a nucleação.
– Crescimento: a partir do contorno, pares de lamelas /
avançam para o interior do grão, cooperativamente, retirando C da
adjacente.
– Características: as colônias têm espessura relativamente grande, espaçamento interlamelar moderado, e seguem a conhecida relação de orientação Bagaryatsky entre e
– Nucleação: ocorre preferencialmente em contornos de grão
– Crescimento: a partir do contorno, pares de lamelas
– Características: as colônias têm espessura relativamente grande, espaçamento interlamelar moderado, e seguem a conhecida relação de orientação Bagaryatsky entre
Passo 3
Crescimento de perlita a partir de interface
–
proeutetóide (side-plate pearlite)
– Situação: acima de , formam-se placas de ferrita
proeutetóide nos contornos ou inclusões. Ao esfriar ao eutetóide, resta pouca
entre essas placas.
– Nucleação: lamelas de perlita nucleiam na face dessas placas de ferrita, já cristalograficamente orientadas com a .
– Crescimento: as lamelas crescem em “chapéu” em torno da placa , perpendicular à interface
/
, com espaçamento interlamelar menor (pela maior sub-resfriamento local) e espessuras de lamelas
e
controladas por difusão de C entre
proeutetóide e as novas lamelas.
– Orientação: a proeutetóide já impõe a orientação de
das lamelas de perlita, reduzindo a escala de colônia.
– Situação: acima de
– Nucleação: lamelas de perlita nucleiam na face dessas placas de ferrita, já cristalograficamente orientadas com a
– Crescimento: as lamelas crescem em “chapéu” em torno da placa
– Orientação: a
Passo 4
Crescimento de perlita a partir de interface
–
proeutetóide
– Situação: acima de , há nucleação de cementita proeutetóide
em contornos. Ao atingir
, a
remanescente entre placas de
se transforma em perlita.
– Nucleação: lamelas de perlita surgem na face da cementita pré-formada, usando-a como substrato cristalográfico.
– Crescimento: as lamelas /
crescem em leque, perpendicular à placa
, e a difusão de C dá origem a lamelas
que liberam C para formar novas lamelas
junto à interface. O espaçamento interlamelar tende a ser ainda menor do que no caso proeutetóide de ferrita, devido ao maior sub-resfriamento sob a cementita.
– Orientação: a cementita proeutetóide impõe a orientação das lamelas de perlita, e por compatibilidade cristalográfica define indiretamente a
de cada par lamelar.
– Situação: acima de
– Nucleação: lamelas de perlita surgem na face da cementita pré-formada, usando-a como substrato cristalográfico.
– Crescimento: as lamelas
– Orientação: a cementita proeutetóide impõe a orientação das lamelas
Passo 5
Comparação e consequências
– Em todos os casos o crescimento é cooperativo ( e
crescem juntos) e controlado por difusão de C na
e na
.
– Lamelas nucleadas em proeutetóide ou
proeutetóide têm espaçamento interlamelar menor e colônias mais finas do que as nucleadas diretamente em contornos de
.
– As orientações cristalográficas entre ,
e
ficam mais “travadas” quando crescem sobre proeutetóides, produzindo colônias de perlita mais finas e com propriedades mecânicas (dureza e resistência) superiores à perlita de fronteira de grão.
– Em todos os casos o crescimento é cooperativo (
– Lamelas nucleadas em
– As orientações cristalográficas entre
Resposta
As três relações de crescimento de perlita são:
(a) nucleação em contorno de grão de austenita, gerando boundary pearlite de colônias mais grossas;
(b) nucleação em placas de ferrita proeutetóide, produzindo side-plate pearlite de colônias finas orientadas pela pré-existente;
(c) nucleação em placas de cementita proeutetóide, gerando perlita de menor espaçamento interlamelar ainda, orientada pela preexistente.
(a) nucleação em contorno de grão de austenita, gerando boundary pearlite de colônias mais grossas;
(b) nucleação em placas de ferrita proeutetóide, produzindo side-plate pearlite de colônias finas orientadas pela
(c) nucleação em placas de cementita proeutetóide, gerando perlita de menor espaçamento interlamelar ainda, orientada pela