Responda:
Qual a solubilidade máxima de carbono na ferrita e austenita? Qual fase apresenta a solubilidade máxima maior e por qué?
Qual a solubilidade máxima de carbono na ferrita e austenita? Qual fase apresenta a solubilidade máxima maior e por qué?
Passo 1
O enunciado pede a solubilidade máxima de carbono em duas fases do ferro, ferrita (
-Fe) e austenita (
-Fe), e que a gente compare qual delas comporta mais carbono e por quê. Para isso vamos usar o diagrama de fases Fe–C e a teoria de sítios intersticiais em estruturas cristalinas.
Passo 2
A ferrita é ferro
com estrutura cúbica de corpo centrado (BCC). Nessa rede cada átomo de ferro ocupa um vértice e há um átomo no centro do cubo. Os sítios intersticiais que cabem átomos pequenos (como C) são relativamente pequenos e poucos.
Consultando o diagrama de fases Fe--C, a solubilidade máxima de carbono em ferrita ocorre próximo à temperatura eutetoide ( ) e vale cerca de
Consultando o diagrama de fases Fe--C, a solubilidade máxima de carbono em ferrita ocorre próximo à temperatura eutetoide (
em massa. Abaixo dessa temperatura a solubilidade cai ainda mais (em temperatura ambiente é
).
Passo 3
Já a austenita é ferro
com estrutura cúbica de faces centradas (FCC). Nessa rede há átomos de ferro nos vértices e no centro de cada face, criando sítios intersticiais maiores e em maior número. No diagrama, a solubilidade máxima de carbono na austenita atinge cerca de
em massa, próximo a
C (limite
–F
C).
Comparando as duas fases, a austenita apresenta solubilidade de carbono muito maior que a ferrita. O motivo é puramente cristalográfico: a estrutura FCC da austenita tem sítios intersticiais octaédricos maiores e em maior quantidade do que a estrutura BCC da ferrita, permitindo mais átomos de carbono.
Comparando as duas fases, a austenita apresenta solubilidade de carbono muito maior que a ferrita. O motivo é puramente cristalográfico: a estrutura FCC da austenita tem sítios intersticiais octaédricos maiores e em maior quantidade do que a estrutura BCC da ferrita, permitindo mais átomos de carbono.
Resposta
Ferrita (
-Fe): solubilidade máxima
% C.
Austenita ( -Fe): solubilidade máxima
% C.
Austenita solubiliza mais carbono porque sua estrutura FCC possui sítios intersticiais maiores e mais numerosos que a estrutura BCC da ferrita.
Austenita (
Austenita solubiliza mais carbono porque sua estrutura FCC possui sítios intersticiais maiores e mais numerosos que a estrutura BCC da ferrita.