Utilizando a regra da alavanca, calcule as porcentagens das fases e microconstituintes das ligas Fe-C contendo as seguintes porcentagens de carbono (temperatura ambiente):
Passo 1
O enunciado pede: para uma liga ferro–carbono com teor de carbono
(temperatura ambiente), calcular as porcentagens das fases/microconstituintes presentes.
Informações dadas: composição da liga .
O que se deve fornecer: porcentagem de cada microconstituinte (por exemplo: ferrita proeutetóide e perlita) na peça à temperatura ambiente.
Informações dadas: composição da liga
O que se deve fornecer: porcentagem de cada microconstituinte (por exemplo: ferrita proeutetóide e perlita) na peça à temperatura ambiente.
Passo 2
Identificar quais microconstituintes aparecem à temperatura ambiente para
.
Observação (do diagrama de equilíbrio Fe–C): a composição eutetóide é de C. Como
, a liga é hipoeutetóide. Portanto, à temperatura ambiente os microconstituintes são: ferrita proeutetóide (ferrita formada antes da reação eutetóide) e perlita (resultado da transformação eutetóide da austenita restante).
Observação (do diagrama de equilíbrio Fe–C): a composição eutetóide é
Passo 3
Reunir as composições necessárias no ponto eutetóide (valores retirados do diagrama de equilíbrio Fe–C):
composição da austenita no eutetóide: .
solubilidade de C na ferrita no eutetóide: .
Explicação da ideia: ao atingir a temperatura eutetóide, parte da austenita já transformou-se em ferrita proeutetóide; a fração restante de austenita transforma-se por completo em perlita. Usamos a regra da alavanca (lever rule) na região imediatamente acima do ponto eutetóide para determinar a fração de ferrita proeutetóide e a fração de austenita que vira perlita.
Fórmulas (lever rule):
fração de ferrita proeutetóide
composição da austenita no eutetóide:
solubilidade de C na ferrita no eutetóide:
Explicação da ideia: ao atingir a temperatura eutetóide, parte da austenita já transformou-se em ferrita proeutetóide; a fração restante de austenita transforma-se por completo em perlita. Usamos a regra da alavanca (lever rule) na região
Fórmulas (lever rule):
fração de ferrita proeutetóide
fração de perlita (que é a fração de austenita que resta e se transforma)
Aqui:
= teor de carbono da liga,
= composição da austenita no eutetóide,
= composição da ferrita à temperatura eutetóide. As frações somam 1:
.
Passo 4
Calcular o denominador comum:
Calcular numerador para a ferrita proeutetóide:
Aplicar a fórmula para
:
Calcular fração de perlita (ou usar
; aqui mostramos direto pela fórmula):
Verificação:
(ok).
Passo 5
Converter frações em porcentagens multiplicando por
:
ferrita proeutetóide: .
perlita: .
ferrita proeutetóide:
perlita:
Passo 6
Interpretação prática: para a liga com
de C, à temperatura ambiente espera-se aproximadamente
de ferrita proeutetóide (morfologia mais macia e dúctil) e
de perlita (mistura lamelar de
+ Fe3C, mais dura). Isso é obtido em condição de equilíbrio pelo diagrama Fe–C usando a regra da alavanca — resultado útil para estimar propriedades mecânicas antes da têmpera ou tratamento térmico.
Resposta
Ferrita proeutetóide:
Perlita:
Perlita: