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.
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 %)
- Primeiramente, na solidificação, forma-se austenita “pró-eutética” antes de atingir 4,3 % C.
- Ao resfriar até temperatura ambiente, essa austenita se transforma completamente em perlita (lamelas alternadas de ferrita + cementita).
- 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 %)
- A liga passa direto pelo ponto eutético sem região proeutética.
- Na solidificação o líquido transforma-se todo em eutetóide (γ + Fe₃C), o chamado ledeburite.
- 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 %)
- Primeiro solidifica cementita primária (Fe₃C em rede ou blocos grossos) antes do ponto eutético.
- Depois, o restante do líquido passa pela reação eutética, gerando ledeburite.
- 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.
Eutético: ledeburite (perlita+cementita lamelar) → alta dureza, tenacidade média-baixa.
Hipereutético: cementita primária + ledeburite → altíssima dureza e desgaste, tenacidade muito baixa.