Ciencias dos Materiais-Diagrama de fase Parte_05
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4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
Ferros
Família dos aços
Família dos ferros fundidos
Soluções sólidas:Ferro Austenita Ferrita
Composto estequiométrico:
Cementita Fe3C
Reações: peritética
eutética
eutetóide
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
fofosaçosFe
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
Soluções sólidas:Ferro :solução sólida de C em FeCCC
Austenita :solução sólida de C em FeCFC(máxima solubilidade: 2,11%C a 1148oC)
Ferrita : solução sólida de C em FeCCC(máxima solubilidade: 0,02%C a 727oC)
Composto estequiométrico:
Cementita Fe3C93,33%Fe e 6,67%C Fe C Fe3C
55,5 x 3 = 166,5 + 12 = 188,5
%C na Fe3C = 12 / 189,5 * 100 = 6,67 %
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe CCaracterística das soluções sólidas do sitema Fe C:
Ferro solução sólida de C em FeCCC
Austenita solução sólida de C em FeCFC
Ferrita solução sólida de C em FeCCC
O espaço intersticial na rede do FeCFC é maior que no FeCCC, assim pode-se acomodar mais C no FeCFC (limite de solubilidade maior).
As soluções sólidas são relativamente moles e dúcteis, mas mais fortes que o Fe puro devido ao reforço na resistência pelo reforço de C.
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
FERRITA AUSTENITA
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
FORMAS ALOTRÓPICAS DO FERRO
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
Exemplo 12: Calcule o tamanho dos sítios intersticiais do átomo de carbono em , , e . Para estes resultados explique a diferença da máxima solubilidade do carbono em cada fase. Os raios atômicos são mostrados na Tabela 1.
Átomo Estrutura Raio (nm)cristalina
Fe 0,124Fe 0,129Fe 0,127C 0,071
Tabela 1: Tamanho dos átomos do aço, dependendo da estrutura cristalina
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
Células unitárias do aço CFC e CCC, incluindo os sítios intersticiais do carbono
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
Exemplo 12: Calcule o tamanho dos sítios intersticiais do átomo de carbono em , , e . Para estes resultados explique a diferença da máxima solubilidade do carbono em cada fase. Os raios atômicos são mostrados na Tabela 1.
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
FeCCC maior sítio intersticial 1/2, 0, 1/4
RFe/rinterstício= ?
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
Exemplo 12: Calcule o tamanho dos sítios intersticiais do átomo de carbono em , , e .
(RFe+rintersticial)2=(a0/4)2 + (a0/2)2
= (5/16) a02
= (5/16) (4RFe/3½)
RFe+rintersticial = 5½RFe /3½
rintersticial = 0,291
RFe
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
FeCFC maior sítio intersticial 1/2, 0, 0
RFe/rinterstício= ?
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
Exemplo 12: Calcule o tamanho dos sítios intersticiais do átomo de carbono em , , e .
2RFe+2rintersticial=a0
= 4RFe/2½
RFe+rintersticial = 2½RFe
rintersticial = 0,414
RFe
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
Reações:
Peritética: + L temperatura peritética: 1495°Ccomposição peritética: 0,25%Cponto peritético: 1495°C e 0,25%C
Eutética: L + Fe3Ctemperatura eutética: 1148°Ccomposição eutética: 4,3%Cponto eutético: 1148°C e 4,3%C
Eutetóide: + Fe3Ctemperatura eutetóide: 727°Ccomposição eutetóide: 0,77 %Cponto eutetóide: 727°C e 0,77%C
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
6,67
Reação eutetóide: 0,77%C 0,02%C + Fe3C 6,67%C
a 727°C
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
Grão e estrutura da perlita (a) redistribuição do carbono no aço, (b) micrografia da perlita lamelar.
Reação eutetóide: 0,77%C 0,02%C + Fe3C 6,67%C
PERLITA
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
Exemplo 13: Calcule o percentual de cementita e ferrita na perlita, quando de sua formação a 727°C.
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
Ciência dos Materiais-DEMAT-EE-UFRGS
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
Exemplo 13: Calcule o percentual de cementita e ferrita na perlita, quando de sua formação a 727°C.
% de = 6,67- 0,77 * 100= 88,7%6,67- 0,02
% de Fe3C = 0,77 - 0,02 * 100 = 11,3% 6,67 - 0,02
0,020,77
6,67
Regra da alavanca
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
100% PERLITA a 727°C
+ Fe3C
100% 100%
Reação eutetóide: 0,77%C 0,02%C + Fe3C 6,67%C
PERLITA
0% PERLITA a 727°C
+ Fe3C
0% 0%
0% PERLITA a 727°C
+ Fe3C
0% 0%
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
Aço de composição eutetóide
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
Formação da perlita
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
Aço de composição eutetóide
100% perlita
Eutetóide: + Fe3C
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
Microestrutura de um aço 100% perlítico
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
Exemplo 14: Para uma liga FeC com 0,01%C determine as fases presentes, proporção e composição de cada fase para as temperaturas de 1000°C, 727°C e 400°C.Desenhe a microestrutura esperada.
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
Exemplo 14: Para uma liga FeC com 0,01%C determine as fases presentes, proporção e composição de cada fase para as temperaturas de 1000°C, 727°C e 400°C.Desenhe a microestrutura esperada.
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
B
A
C
B - 727°C
Fases Presentes:
Composição das Fases: 0,01% C
Proporção das Fases:
% = 100%
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
Exemplo 14: Para uma liga FeC com 0,01%C determine as fases presentes, proporção e composição de cada fase para as temperaturas de 1000°C, 727°C e 400°C.Desenhe a microestrutura esperada.
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
B
A
C
C - 400°C
Proporção das Fases:
% = 6,67-0,01 *100 = 99,85% 6,67
% Fe3C = 0,01 *100= 0,15%
6,67
Fases Presentes:
Fe3C
Composição das Fases: 0,0001% CFe3C 6,67% C
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
Exemplo 14: Para uma liga FeC com 0,01%C determine as fases presentes, proporção e composição de cada fase para as temperaturas de 1000°C, 727°C e 400°C.Desenhe a microestrutura esperada.
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
B
A
C
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES
Exemplo 14: Para uma liga FeC com 0,01%C determine as fases presentes, proporção e composição de cada fase para as temperaturas de 1000°C, 727°C e 400°C.Desenhe a microestrutura esperada.
4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C4.6.9 Diagrama de fases do sistema Fe C
B
A
C
Fe3C
4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES