Quais são as principais diferenças microestruturais entre as ligas de aço hipoeutetóides e hipereutetóides? Dica: pense em termos das reações eutetóides.
Passo 1
Beleza, a questão pergunta: “Quais as diferenças microestruturais entre ligas de aço hipoeutetóides e hipereutetóides?”, pensando na reação eutetóide.
Conteúdo: Diagrama de fases Fe–C (ferro–carbono), reação eutetóide (𝐶_eut = 0,76 % C), fases envolvidas (austenita γ, ferrita α, cementita Fe₃C) e como elas se formam quando o aço esfria. Vamos usar também a regra da alavanca (“lever rule”) de forma bem intuitiva.
Conteúdo: Diagrama de fases Fe–C (ferro–carbono), reação eutetóide (𝐶_eut = 0,76 % C), fases envolvidas (austenita γ, ferrita α, cementita Fe₃C) e como elas se formam quando o aço esfria. Vamos usar também a regra da alavanca (“lever rule”) de forma bem intuitiva.
Passo 2
Primeiro, aço hipoeutetóide é aquele com teor de C abaixo de 0,76 % (C₀ < C_eut).
- A gente parte de austenita (γ) acima de ~727 °C.
- Ao esfriar até a temperatura eutetóide (~727 °C), ocorre a precipitação de ferrita (α) antes de chegar no ponto eutetóide. Essa ferrita que sai antes é chamada de proeutetóide. Ela aparece nos contornos de grão da γ.
- Quando atinge 0,76 % C e 727 °C, o restante da γ sofre a reação eutetóide:
γ → α + Fe₃C
Essa mistura lamelar (camadas alternadas de α e cementita) é chamada de perlita. - Então, microestrutura típica de hipoeutetóide:
- Proeutetóide: ferrita (grãos claros) ao redor dos contornos.
- Perlita (lamelar) no interior dos grãos.
Passo 3
Agora, aço hipereutetóide tem carbono acima de 0,76 % (0,76 % < C₀ < 2,11 %).
- De novo começamos com austenita (γ) acima de ~727 °C.
- Ao esfriar até perto de 727 °C, primeiro sai cementita (Fe₃C) proeutetóide nos contornos de grão de γ.
- Ao chegar em 727 °C, o resto da γ se transforma por reação eutetóide em perlita (α + Fe₃C lamelar).
- Assim, a microestrutura do hipereutetóide é:
- Proeutetóide: cementita (Fe₃C) nos contornos.
- Perlita no interior dos grãos.
Passo 4
Vamos comparar de modo simples:
- Em hipoeutetóide (<0,76 %C): proeutetóide = ferrita; em hipereutetóide (>0,76 %C): proeutetóide = cementita.
- A fração de proeutetóide varia com o teor de C, segundo a “regra da alavanca” do diagrama Fe–C:
fração de proeutetóide ≃ (distância até C_eut)/(distância entre fases). - Perlita sempre aparece com mesma composição eutetóide (~0,76 %C), mas seu volume muda conforme sobra mais ou menos austenita na hora da transformação.
- Ferrita é mole e relativamente dúctil; cementita é dura e frágil. Então hipoeutetóide tende a ser mais macio do que hipereutetóide.
Resposta
A microestrutura de aços hipoeutetóides (<0,76 %C) tem ferrita proeutetóide nos contornos de grão e perlita lamelar no interior. Já a de aços hipereutetóides (>0,76 %C) mostra cementita proeutetóide nos contornos e perlita lamelar no interior.