Utilizando a regra da alavanca, calcule as proporções das fases e microconstituintes presentes à temperatura ambiente dos aços ao carbono com as seguintes porcentagens de carbono em massa:
Passo 1
Beleza, o enunciado pede para calcular, usando a regra da alavanca no diagrama ferro–carbono, as proporções das fases/microconstituintes a quente (ou melhor, depois de resfriar até temperatura ambiente) num aço com 1,40 % em massa de carbono.
Conteúdo: metalurgia do aço (diagrama Fe–Fe₃C) e regra da alavanca (mass balance).
O que vamos precisar:
Conteúdo: metalurgia do aço (diagrama Fe–Fe₃C) e regra da alavanca (mass balance).
O que vamos precisar:
- Saber quais fases aparecem abaixo da temperatura eutetóide (727 °C) para um aço hipereutetóide (C > 0,76 %).
- Aplicar a regra da alavanca para obter frações em massa de proeutetetoide (cementita) e do eutetóide (pearlita).
Passo 2
Teoria rápida do diagrama:
Para C₀ = 1,40 % (> 0,76 %), ao esfriar até abaixo de 727 °C ocorre:
Para C₀ = 1,40 % (> 0,76 %), ao esfriar até abaixo de 727 °C ocorre:
- Formação de cementita proeutetóide (Fe₃C, 6,67 % C) até chegar à composição eutetóide 0,76 % C.
- O restante transforma-se em perlita (mistura lamelar de ferrita e cementita correspondente ao eutetóide).
A regra da alavanca (mass balance) diz, numa transformação entre duas composições extremas C_A e C_B, que a fração em massa da fase A é
e da fase B é
Passo 3
Vamos achar a fração de cementita proeutetóide (f_Cp):
Aqui C_A = 0,76 % (eutetóide), C_B = 6,67 % (cementita) e C_0 = 1,40 %.
Aqui C_A = 0,76 % (eutetóide), C_B = 6,67 % (cementita) e C_0 = 1,40 %.
Ou seja, ~10,83 % em massa vira cementita proeutetóide.
Passo 4
A fração de perlita (f_P) é simplesmente o resto do material:
ou seja, ~89,17 %.
Resposta
Proporções em massa a temperatura ambiente para C₀ = 1,40 %:
- Cementita proeutetóide: 10,83 %
- Perlita: 89,17 %