Diagrama de fases fe c

1

2

3

4

5

L+Fe3C

6

FERRO PUROFERRO PURO

FERRO FERRO αα = FERRITA = FERRITA FERRO FERRO γγ = AUSTENITA = AUSTENITA FERRO δ = FERRITA δ TF= 1538 TF= 1538 °°CC

Nas ligas ferrosas as fases Nas ligas ferrosas as fases αα, , γγ e e δδ FORMAM FORMAM soluções sólidas com Carbono intersticialsoluções sólidas com Carbono intersticial

CARBONO

7

DIAGRAMA DE FASE DIAGRAMA DE FASE Fe-FeFe-Fe33CCTRANSFORMAÇÕESTRANSFORMAÇÕES

γ+ll+Fe3C

δ+l

PERITÉTICA

δ+l→ γ EUTÉTICA

l→ γ+Fe3C

EUTETÓIDE

γ →α+Fe3CAÇO FOFO

8

Ferro Puro /Formas Alotrópicas

FERRO α = FERRITA

Estrutura= cccEstrutura= ccc Temperatura “existência”= Temperatura “existência”=

até 912 até 912 °°CC Fase Magnética até 770 Fase Magnética até 770 °°C C

(temperatura de Curie)(temperatura de Curie) Solubilidade máx. do Solubilidade máx. do

Carbono= 0,0218% a 727 Carbono= 0,0218% a 727 °°C C e 0,008% a T ambiente. e 0,008% a T ambiente.

FERRO γ = AUSTENITA

Estrutura= cfc (tem + Estrutura= cfc (tem + posições intersticiais)posições intersticiais)

Temperatura Temperatura “existência”= 912 “existência”= 912 -1394-1394°°CC

Fase Não-MagnéticaFase Não-Magnética Solubilidade máx. do Solubilidade máx. do

Carbono= 2,11% a Carbono= 2,11% a 11481148°°CC

9

Ferro Puro /Formas AlotrópicasFerro Puro /Formas Alotrópicas

FERRITA AUSTENITA

10

Ferro Puro /Formas AlotrópicasFerro Puro /Formas Alotrópicas

FERRO FERRO δδ Estrutura= ccc Estrutura= ccc Temperatura “existência”= acima de 1394Temperatura “existência”= acima de 1394°°CC Fase Não-MagnéticaFase Não-Magnética É a mesma que a ferrita É a mesma que a ferrita αα Como é estável somente a altas Como é estável somente a altas

temperaturas não apresenta interesse temperaturas não apresenta interesse comercialcomercial

Solubilidade máx. do Carbono= 0,09% a Solubilidade máx. do Carbono= 0,09% a 1495 1495 °°CC

11

Sistema Fe-FeSistema Fe-Fe33CC

Ferro Puro=Ferro Puro= até 0,02% de Carbono (727ºC) até 0,02% de Carbono (727ºC) Aço=Aço= 0,02 até 2,11% de Carbono 0,02 até 2,11% de Carbono Ferro Fundido=Ferro Fundido= 2,11- 4,5% de Carbono 2,11- 4,5% de Carbono FeFe33C (CEMENTITA)=C (CEMENTITA)= Forma-se quando o Forma-se quando o

limite de solubilidade do carbono é limite de solubilidade do carbono é ultrapassado (6,7% de C)ultrapassado (6,7% de C)

12

CEMENTITA (FeCEMENTITA (Fe33C)C) Forma-se quando o limite de solubilidade Forma-se quando o limite de solubilidade

do carbono é ultrapassado (6,7% de C)do carbono é ultrapassado (6,7% de C) É dura e frágilÉ dura e frágil Cristaliza no sistema ortorrômbico (com Cristaliza no sistema ortorrômbico (com

12 átomos de Fe e 4 de C por célula 12 átomos de Fe e 4 de C por célula unitária)unitária)

É um composto intermetálico É um composto intermetálico metaestável, embora a velocidade de metaestável, embora a velocidade de decomposição em ferro decomposição em ferro αα e C e C seja muito seja muito lentalenta

13

PONTOS IMPORTANTES DO SISTEMA Fe-FePONTOS IMPORTANTES DO SISTEMA Fe-Fe33C C (EUTÉTICO)(EUTÉTICO)

LIGA EUTÉTICALIGA EUTÉTICA: corresponde à liga de : corresponde à liga de mais baixo de fusãomais baixo de fusão

Líquido Líquido →→FASE FASE γγ ( (austenita) + cementitaaustenita) + cementita

Temperatura= 1148 Temperatura= 1148 °°CC Teor de Carbono= 4,3%Teor de Carbono= 4,3% As ligas de Ferro fundido de 2,1-4,3% de C são As ligas de Ferro fundido de 2,1-4,3% de C são

chamadas de ligas hipoeutéticaschamadas de ligas hipoeutéticas As ligas de Ferro fundido acima de 4,3% de C As ligas de Ferro fundido acima de 4,3% de C

são chamadas de ligas hipereutéticassão chamadas de ligas hipereutéticas

14

PONTOS IMPORTANTES DO PONTOS IMPORTANTES DO SISTEMA Fe-FeSISTEMA Fe-Fe33C (EUTETÓIDE)C (EUTETÓIDE)

LIGA EUTETÓIDELIGA EUTETÓIDE

AustenitaAustenita FASE FASE αα (FERRITA) + Cementita (FERRITA) + Cementita

Temperatura= 727 Temperatura= 727 °°CC Teor de Carbono= 0,77 %Teor de Carbono= 0,77 % Aços com 0,02-0,77% de C são chamadas de Aços com 0,02-0,77% de C são chamadas de

aços hipoeutetóidesaços hipoeutetóides Aços com 0,77-2,1% de C são chamadas de aços Aços com 0,77-2,1% de C são chamadas de aços

hipereutetóideshipereutetóides

15

MICROESTRUTURAS / EUTETÓIDEMICROESTRUTURAS / EUTETÓIDE Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrioSupondo resfriamento lento para manter o equilíbrio

É similar ao eutético É similar ao eutético Consiste de lamelas alternadas de fase Consiste de lamelas alternadas de fase αα (ferrita) e (ferrita) e

FeFe33C (cementita) C (cementita) chamadachamada de de

PERLITAPERLITA FERRITA FERRITA lamelas + espessas e claras lamelas + espessas e claras CEMENTITA CEMENTITA lamelas + finas e escuraslamelas + finas e escuras Propriedades mecânicas da perlita Propriedades mecânicas da perlita

intermediária entre ferrita (mole e dúctil) e cementita intermediária entre ferrita (mole e dúctil) e cementita (dura e frágil)(dura e frágil)

16

MICROESTRUTURAS / EUTETÓIDEMICROESTRUTURAS / EUTETÓIDE

17

MICROESTRUTURA DO AÇO EUTETÓIDE MICROESTRUTURA DO AÇO EUTETÓIDE RESFRIADO LENTAMENTERESFRIADO LENTAMENTE

Somente Perlita

Aspecto da perlita: Ferrita + cementita

18

19

MICROESTRUTURAS /HIPOEUTETÓIDEMICROESTRUTURAS /HIPOEUTETÓIDE

Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrioSupondo resfriamento lento para manter o equilíbrio

Teor de Carbono = 0,002- Teor de Carbono = 0,002- 0,77 %0,77 %

Estrutura Estrutura

Ferrita + PerlitaFerrita + Perlita

As quantidades de ferrita e As quantidades de ferrita e perlita variam conforme a perlita variam conforme a

% de carbono e podem ser % de carbono e podem ser determinadas pela regra das determinadas pela regra das alavancasalavancas

Partes claras Partes claras ferrita pró ferrita pró eutetóide ou ferrita primáriaeutetóide ou ferrita primária

20

MICROESTRUTURA DOS AÇOS MICROESTRUTURA DOS AÇOS BAIXO TEOR DE CARBONOBAIXO TEOR DE CARBONO

Ferrita Perlita

AÇO COM ~0,2%C

21

MICROESTRUTURA DOS AÇOS MÉDIO TEOR MICROESTRUTURA DOS AÇOS MÉDIO TEOR DE CARBONO RESFRIADOS LENTAMENTEDE CARBONO RESFRIADOS LENTAMENTE

Ferrita Perlita

AÇO COM ~0,45%C

22

23

MICROESTRUTURAS /HIPEREUTETÓIDEMICROESTRUTURAS /HIPEREUTETÓIDE

Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrioSupondo resfriamento lento para manter o equilíbrio

Teor de Carbono = 0,77 - 2,11 %Teor de Carbono = 0,77 - 2,11 %

Estrutura Estrutura

cementita+ Perlitacementita+ Perlita

As quantidades de cementita e As quantidades de cementita e perlita variam conforme a % de perlita variam conforme a % de carbono e podem ser carbono e podem ser determinadas pela determinadas pela regra da regra da alavancaalavanca

Partes claras Partes claras cementita cementita próeutetóide.próeutetóide.

Micrografia de um aço contendo 1,4% de carbono:cementita clara - perlita escura

25

Aspecto esquemático de um aço hipereutetoide

26

27

28