Identifique o teor máximo de C que pode ser dissolvido na austenita. Compare esse valor com o correspondente da ferrita. Identifique as razões para a diferença observada;

Passo 1

O enunciado pede para determinar o teor de carbono que a austenita consegue dissolver no máximo, comparar esse valor com o da ferrita e explicar por que há essa diferença. O conteúdo principal aqui é o diagrama de fases ferro-carbono e a noção de solução sólida intersticial em diferentes estruturas cristalinas (fcc para austenita e bcc para ferrita).

Passo 2

No diagrama de fases ferro-carbono, o limite superior da região γ (austenita) ocorre próximo de 1147\circC, onde a austenita consegue dissolver até cerca de
2{,}14\%
em massa de carbono. Esse é o teor máximo de C em γ–Fe, pois acima dessa concentração forma-se metástato de cementita ou grafita.

Passo 3

Já na ferrita (α–Fe), a solubilidade máxima de carbono é muito baixa. No eutetoide ( 727\circC) esse limite é de cerca de
0{,}022\%
em massa de carbono. Abaixo dessa temperatura a capacidade cai ainda mais, chegando a praticamente zero à temperatura ambiente.

Passo 4

A razão dessa grande diferença está na estrutura cristalina e no tamanho dos sítios intersticiais:
– A ferrita tem rede bcc (body-centered cubic), cujos sítios intersticiais octaédricos são menores e menos numerosos, gerando grande distorção quando o carbono tenta entrar.
– A austenita tem rede fcc (face-centered cubic), com sítios octaédricos maiores e em maior quantidade, acomodando muito mais átomos de C com menor energia de distorção.

Resposta

Teor máximo de C em austenita: 2,14 % em massa
Teor máximo de C em ferrita: 0,022 % em massa
Diferença deve-se ao tamanho e ao número de sítios intersticiais na rede fcc (austenita) serem muito maiores que na rede bcc (ferrita), reduzindo a energia de solução sólida do carbono.

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