Quais são as microestruturas obtidas à temperatura ambiente nos ferros fundidos brancos hipoeutético, eutético e hipereutéticos? Como essas microestruturas afetam suas propriedades mecânicas?

Passo 1

Beleza, o exercício pede pra gente identificar, a temperatura ambiente, as microestruturas dos ferros fundidos brancos nas três faixas de carbono – hipoeutético (C < 4,3 %), eutético (C = 4,3 %) e hipereutético (C > 4,3 %) – e dizer como cada microestrutura mexe nas propriedades mecânicas.
Conteúdo envolvido: diagrama de equilíbrio ferro-carbono, fases relevantes (austenita, perlita, cementita Fe₃C), reação eutética (L → γ + Fe₃C) e transformação de γ em perlita. A partir daí é só identificar o que aparece em cada caso e comentar dureza, tenacidade etc.

Passo 2

Ferros brancos hipoeutético (C < 4,3 %)
  1. Primeiramente, na solidificação, forma-se austenita “pró-eutética” antes de atingir 4,3 % C.
  2. Ao resfriar até temperatura ambiente, essa austenita se transforma completamente em perlita (lamelas alternadas de ferrita + cementita).
  3. Depois que passa pela composição eutética, forma-se o ledeburite, que nada mais é do que a eutética γ + Fe₃C; na saída para ambiente, a parte γ vira perlita, resultando numa mistura de perlita + cementita lamelar.
    Microestrutura final:
    • Perlita proeutética
    • Ledeburite (perlita + cementita lamelar)

Passo 3

Ferros brancos eutético (C = 4,3 %)
  1. A liga passa direto pelo ponto eutético sem região proeutética.
  2. Na solidificação o líquido transforma-se todo em eutetóide (γ + Fe₃C), o chamado ledeburite.
  3. No resfriamento, austenita do ledeburite vira perlita, mas a cementita já está lá desde o eutético.
    Microestrutura final:
    • Ledeburite completo ≃ perlita + cementita lamelar (sem perlita “extra”)

Passo 4

Ferros brancos hipereutético (C > 4,3 %)
  1. Primeiro solidifica cementita primária (Fe₃C em rede ou blocos grossos) antes do ponto eutético.
  2. Depois, o restante do líquido passa pela reação eutética, gerando ledeburite.
  3. No resfriamento, de novo a fraction γ vira perlita, mas sobra muita cementita primária.
    Microestrutura final:
    • Cementita primária (carbeto grosso)
    • Ledeburite (perlita + cementita lamelar)

Passo 5

Como isso afeta as propriedades mecânicas?
  • Cementita (Fe₃C) é duro, mas muito frágil.
  • Perlita é mais “suave” (resistência moderada e tenacidade razoável).
    Resumo do efeito:
    • Hipoeutético: mais perlita, menos cementita → menor dureza, maior tenacidade (menos frágil).
    • Eutético: só ledeburite (perlita+cementita lamelar) → dureza e resistência ao desgaste maiores, mas já mais frágil.
    • Hipereutético: muita cementita primária + ledeburite → dureza altíssima e resistência ao desgaste brutal, porém tenacidade muito baixa (super-frágil).

Resposta

Hipoeutético: perlita proeutética + ledeburite → moderada dureza e boa tenacidade.
Eutético: ledeburite (perlita+cementita lamelar) → alta dureza, tenacidade média-baixa.
Hipereutético: cementita primária + ledeburite → altíssima dureza e desgaste, tenacidade muito baixa.

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