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Diagrama de Fases F+C, dentro outras explicações sobre solução sólida e transformação de fases
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DIAGRAMA DE FASESFERRO CARBONO
912
1394
1538
tempo
Fe � Fe δ
Fe δ Fe γ
Fe γ Fe α
Fe Líquido
Ferro α
Ferro γ
Ferro δT( C)
Curva de resfriamento do Ferro puro
TRANSFORMAÇÕES DE FASES DO FERRO PURO
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
Vapor
912 1394 1538
1α γ δ Ferro líquido
Ferrita Austenita Ferritadelta
(CCC) (CFC) (CCC)
P(atm)
2880 T( C)
Diagrama Pressão x Temperatura do Ferro puro
TRANSFORMAÇÕES DE FASES DO FERRO PURO
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
Fe sólido: Fe α
δ
γ
ou FerritaArranjo cristalográfico: CCC
Fe sólido: Fe ou Austenita
Fe sólido: Fe ou Ferrita delta
Arranjo cristalográfico: CFC
Arranjo cristalográfico: CCC
Ferro líquido
Fe puro(1 atm)
912
1394
1538
T ( C)o
TRANSFORMAÇÕES ALOPRÓPICAS DO FERRO
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
Bibliografia desta seção:•CALLISTER Jr., W. D. Ciência eengenharia de materiais: umaintrodução 5ª edição, 2002, LTC p.189-236 e p. 243-251.
Transformação α(ferromagnética) para β
(paramagnética)
Também chamada ferrita
Também chamada austenita
Ferro (Fe): •Massa atômica 55,85 g/mol•Valências: +2 ou +3•Raio atômico: 0,124 nm•Cinco formas alotrópicas*
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
Carbono (C):• massa atômica 12,01 g/mol• raio atômico: 0,071 nm• valências: +4 (ou -4)
• Solubilidade máxima no Fe (α) ≈ 0,02% a 727°C (já que omenor raio do interstício octaédrico é 0,019 nm, e este éirregular!)
• Solubilidade máxima no Fe (γ) = 2,14% a 1147°C (já que oraio do interstício octaédrico regular é 0,051 nm!)
Prof. Jorge KolososkiAço eutetóide
Aço hipoeutetóide Aço hipereutetóide
Aço F.Fundido
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
727
Fe 0,8 2,1 6,7 %C
912
α + Fe3C
E
A
BαA1
α + γ
A3
γ
Acm
C
F
γ + Fe3C
D
Fe3C
Hipoeutetóide Hipereutetóide
Eutetóide
T( C)
Diagrama de equilíbrio Ferro-Fe3C
Aço F.Fundido
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
(4,3 % C e 1147ºC) reação eutéticaL4,3%C γ 2,14%C+Fe3C6,7%C
(0,76 % C e 727ºC) reação eutetóide γ 0,76%C α 0,02%C+Fe3C6,7%C
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
Cementita – Fe3CEstrutra cristalina ortorrômbicaLigação predominantemente covalentePossui 6,7% C
67,612)56*3(
12% 3 ≅
+=CFeC
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
PERLITA: microestrutura formada a partir datransformação da austenita de composiçãoeutetóide em lamelas alternadas de ferrita e
cementita.
Formação de microestruturas de equilíbrio num aço eutetóide (%C=0,76)
B C D E GF
A
727
tempo
H
γ
γ γ
T( C)
Perlita
TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA DA AUSTENITA (AÇO EUTETÓIDE)
Austenita Perlita.
�
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA DA AUSTENITA A 727 ºC (AÇO EUTETÓIDE)
Formação da perlita. Formação da perlita Perlita
Austenita original a 750 ºC Estágio inicial de formação da perlita Formação da perlita.
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
Se 728°C < T < Ti, há a formação de α a partir dos contornos de grão da γ (devido à maiorvelocidade de difusão nos contornos).
Devido a formação de α entre Ti e 728°C, o teor decarbono da γ se altera, até que a 728°C tem-sepraticamente %Cγ~0,76. Por este motivo, a ferrita formadaneste intervalo de temperatura é chamada de ferrita pró-eutetóide ou ferrita primáriaA 727°C, a g restante sofre transformação eutetóide,transformando-se em perlita
Cγd
Cγ728°C~0,76%C
Cγd
Cγ728°C~0,76%C
Formação de microestruturas de equilíbrio num aço hipoeutetóide(%C<0,76)
0,25%C
TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA DA AUSTENITA (AÇO HIPOEUTETÓIDE)
α
A
B
C
D E GF727
tempo
H
γ
γ
γ
γ
A3
αααα Perlita
α
T( C)
Austenita
Ferrita e perlita.
�
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
0,25% C
Representaçãoesquemática dos
contornos de grão daγ, onde a α pró-
eutetóide nucleia.
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
Formação de microestruturas de equilíbrio num aço hipereutetóide(%C>0,76)
TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA DA AUSTENITA (AÇO HIPEREUTETÓIDE)
Acm
E
A
B C D727
tempo
γ
γ γ
Fe3C Fe3C
Perlita
T( C)
Austenita
Cementita e perlita
�
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
% Constituinte
100
%Perlita
%Cementita %Ferrita
Hipoeutetóide HipereutetóideEutetóide
γ
α + Fe3C
PerlitaDiagrama de equilíbrio esquemático e estrutura do aço eutetóide
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
Microestrutura de aços hipoeutetóide e hipereutetóide
Aço hipoeutetóideFerrita e perlita
Aço hipereutetóideCementita e perlita
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
Estruturas de equilíbrio
Austenita original a 850 ºC.
Aço com 0,5 %C. Fases: ferrita e cementitaConstituintes: Ferrita e perlita.
Aço Hipoeutetóide
Aço com 0,8 %C. Fases: ferrita e cementita Constituinte: Perlita.
Aço Eutetóide
Aço com 1,2 %C. Fases: ferrita e cementitaConstituintes: Cementita e perlita.
Aço Hipereutetóide
Fe 0,5 0,8 1,2 %C
γ
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
Austenita Ferro puro Ferro com 0,1 %C Ferro com 0,3 %C Ferrita Ferrita e perlita Ferrita e perlita
Ferro com 0,5 %C Ferro com 0,8 %C Ferro com 1,2 %C Ferrita e perlita Perlita Cementita e perlita
AUSTENITA E SEUS PRODUTOS DE REAÇÃOEfeito da %C na estrutura dos aços resfriados lentamente
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO
DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO