SISTEMA FERRO-CARBONO

1. Propriedades do Ferro

O ferro o elemento base dos produtos siderrgicos, notadamente dos aos (convencionalmente C < 2,0 %) e dos ferros fundidos (C> 2,0%). O elemento Ferro apresenta o fenmeno conhecido como alotropia ou polimorfismo, cristalizando-se tanto no sistema cbico de corpo centrado (CCC, abaixo de 910 oC), como no sistema cbico de face centrada (CFC, acima de 910 oC)

Abaixo de 910 oC conhecido como ferro e acima de 910 oC conhecido como ferro

Efeito da temperatura sobre o parmetro cristalino do Ferro

2. Sistema cbico de corpo centrado (CCC)

Neste sistema, cada tomo ocupa um vrtice do cubo e um tomo ocupa o centro do cubo, havendo 2 tomos por clula unitria

A estrutura CCC pouco compacta, tendo 68% do espao ocupado e 32% disponvel (avaliao feita atravs do fator de empacotamento).

3. Sistema cbico de face centrada (CFC)

Neste sistema, cada tomo ocupa um vrtice do cubo, um tomo no centro de cada face e nenhum no centro do cubo, havendo 4 tomos por clula unitria

A estrutura CFC mais compacta, tendo 74% do espao ocupado e 26% disponvel (avaliao feita atravs do fator de empacotamento).

4. Diagrama de Equilbrio Ferro-Carbono Apresentao do diagrama Fe-Fe3C - incompleto - at 6,67 % C

O diagrama se caracteriza por trs pontos invariantes:

- Ponto perittico - 0,16 % C, 1493oC

- Ponto euttico - 4,30 % C, 1147oC

- Ponto eutetide - 0,80 % C, 727oC

Transformao perittica: efeitos secundrios sobre as estruturas dos aos

Transformao euttica: estudo dos ferros fundidos

Transformao eutetide: funda-mental para o estudo das estruturas dos aos

5. Austenita, Ferrita e Cementita Austenita ou ferro a soluo slida supersaturada de carbono no ferro no estado alotrpico cbico de face centrada.

Ferrita ou ferro a soluo slida supersaturada de carbono no ferro no estado alotrpico cbico de corpo centrado.

Cementita ou Fe3C o composto intermetlico formado pelo ferro e pelo carbono, normalmente presente nos aos.

Todas as ligas contendo menos de 2% de carbono passam pela regio austentica durante o resfriamento.

As ligas com essas composies so classificadas como aos.

6. Resfriamento lento de um ao eutetide (0,80%C) O diagrama Fe- Fe3C mostra que num ao eutetide a austenita se transforma em ferrita e cementita a 723 0C, sendo a estrutura eutetide uma mistura dessas fases

Esse constituinte, denominado perlita, consiste de plaquetas alternadas de ferrita e cementita, sendo a ferrita a fase contnua

A perlita no uma fase e sim uma mistura de fases. Entretanto, um constituinte pois tem um aspecto definido ao microscpio.

As duas fases da perlita ocorrem em propores definidas

- Percentagem de ferrita = (6,67 - 0,80) / 6,67 = 87,5 %

- Percentagem de cementita = 0,80 / 6,67 = 12,5 %

Como as densidades da ferrita e cementita so aproximadamente iguais suas lamelas tem largura na razo de 7:1.

7. Resfriamento lento de um ao hipoeutetide (C< 0,80%) Ligas esquerda do ponto eutetide denominam-se hipoeutetides direita hipereutetides

A linha ae representa um ao hipoeutetide. No ponto a a liga austentica.

Sua transformao se inicia no ponto b, onde comea a aparecer ferrita nos contornos de gro da austenita.

Entre b e c a liga tem ferrita em equilbrio com austenita

Em d a austenita transforma-se em perlita e a estrutura do ao uma mistura de ferrita e perlita.

Entre d e e no ocorrem mudanas significativas

A ferrita dentro da perlita chamada ferrita eutetide, e a ferrita que se forma antes da temperatura eutetide ferrita proeutetide.

8. Resfriamento lento de um ao hipereutetide (C> 0,80%) A linha gk representa um ao hipereutetide. No ponto g a liga austentica.

Sua transformao se inicia no ponto h, onde comea a aparecer cementita nos contornos de gro da austenita.

Entre h e i a liga tem cementita (Fe3C) em equilbrio com austenita

Em j a austenita transforma-se em perlita e a estrutura do ao uma mistura de cementita e perlita.

Entre j e k no ocorrem mudanas significativas

A cementita dentro da perlita chamada cementita eutetide, e a cementita que se forma antes da temperatura eutetide cementita proeutetide.