As velocidades de difusão do carbono no Fe- e no Ferro- são dadas por:
a) Determine os coeficientes de difusão a
e a
.
b) Explique o valor de
em comparação com
.
b) Explique o valor de
Passo 1
O enunciado fornece os coeficientes de difusão do carbono em ferrita (
) e austenita (
) na forma de leis de Arrhenius:
O objetivo é:
a) calcular e
a
e
;
b) explicar por que difunde mais rápido que
.
a) calcular
b) explicar por que
Passo 2
Para aplicar as leis de Arrhenius precisamos:
- Converter as temperaturas para kelvin:
- Usar a constante dos gases em unidades compatíveis:
Passo 3
Cálculo dos coeficientes a
(
):
- Exponente em
:
- Exponente em
:
Passo 4
Cálculo dos coeficientes a
(
):
- Exponente em
:
- Exponente em
:
Passo 5
Comparando
e
:
–
é sempre maior que
porque a energia de ativação em
(
) é bem menor que em
(
).
– Além disso, a estrutura cúbica de corpo centrado (BCC) da ferrita oferece sítios intersticiais maiores e menos densidade de empacotamento que a cúbica de faces centradas (FCC) da austenita, facilitando a migração do carbono.
– Além disso, a estrutura cúbica de corpo centrado (BCC) da ferrita oferece sítios intersticiais maiores e menos densidade de empacotamento que a cúbica de faces centradas (FCC) da austenita, facilitando a migração do carbono.
Resposta
a)
b) O carbono difunde mais rápido em
porque a barreira de ativação é menor e a rede BCC tem sítios intersticiais maiores que a rede FCC.