Quais são as principais fases que podem estar presentes nos aços a temperatura ambiente, se resfriados lentamente? Cite as principais propriedades mecânicas dessas fases.
Passo 1
O enunciado pede para identificarmos as fases de equilíbrio que aparecem em aços quando resfriados lentamente até temperatura ambiente e, em seguida, descrevê-las quanto às propriedades mecânicas. O conteúdo envolve o diagrama de fases Fe-C e o conceito de microestruturas de equilíbrio.
Passo 2
Ao resfriar um aço lentamente a partir da região austenítica, o material segue o diagrama de equilíbrio Fe-C. Dependendo da composição, surgem: ferrita proeutetoide (para teores de C < 0,76 % em massa), perlita (na transformação eutetóide a 0,76 % C) e cementita proeutetoide (para C > 0,76 %).
Passo 3
A ferrita (α-Fe) é uma solução sólida de carbono em ferro cúbico de corpo centrado. É a fase mais macia e dúctil do aço, com baixa resistência ao escoamento (σ_y ≈ 200–300 MPa), boa tenacidade e alta deformabilidade.
Passo 4
A perlita é uma mistura alternada de lamelas de ferrita e cementita formada durante a reação eutetóide. Tem resistência intermediária (σ_y ≈ 400–700 MPa), dureza média (200–300 HV) e ductilidade moderada, equilibrando força e capacidade de conformação.
Passo 5
A cementita (Fe₃C) é um composto intermetálico duro e quebradiço. Aparece como proeutetoide em aços hipoeutetoides ou como parte da perlita. Sua dureza é alta (> 700 HV), resistência à compressão elevada, mas com baixíssima ductilidade e tenacidade.
Resposta
As fases principais são:
– Ferrita (α-Fe): macia, muito dúctil, baixa resistência (σ_y ≈ 200–300 MPa).
– Perlita: dureza e resistência intermediárias (σ_y ≈ 400–700 MPa; 200–300 HV), ductilidade moderada.
– Cementita (Fe₃C): muito dura (> 700 HV), alta resistência, mas quebradiça e pouco dúctil.
– Ferrita (α-Fe): macia, muito dúctil, baixa resistência (σ_y ≈ 200–300 MPa).
– Perlita: dureza e resistência intermediárias (σ_y ≈ 400–700 MPa; 200–300 HV), ductilidade moderada.
– Cementita (Fe₃C): muito dura (> 700 HV), alta resistência, mas quebradiça e pouco dúctil.