M e s t r a d o I n t e g r a d o e m E n g e n h a r i a M e c n i c a
C i n c i a e E n g e n h a r i a d e M a t e r i a i s I
-Diagrama de fases Fe-Fe3C
3 Aula Terico-Prtica
Diagrama de fases Fe-C
Liga eutectide
1. Inicialmente, existe apenas .
2. A uma temperatura imediatamente abaixo da eutectide toda a fase transforma-se em perlite (ferrite + Fe3C) de acordo com a reaco eutectide.
3. Estas duas fases tem concentraes de carbono muito diferentes. Esta reaco rpida. No h tempo para haver grandedifuso de carbono. As fases organizam-se como lamelas alternadas de ferrite e cementite.
Diagrama de fases Fe-C
Liga hipoeutetide
1. Inicialmente, existe apenas .
2. Em seguida comea a surgir a fase nas fronteiras de gro da fase . A concentrao da austenite cai com a temperatura seguindo a
linha que separa o campo + do campo .
3. A T imediatamente acima da eutectide a concentrao da fase 0.77 wt% C, eutectide.
4. A T imediatamente abaixo da eutectide toda a fase se
transforma em perlite. A fase , que no muda, denominada ferrite pro-eutectide.
Diagrama de fases Fe-C
Liga hipereutectide
1. Inicialmente, existe apenas .
2. Em seguida comea a surgir a fase Fe3C nas fronteiras de gro da fase . A concentrao da Fe3C constante igual a 6.7 wt% C. A concentrao da austenite cai com a temperaturaseguindo a linha que separa o campo +Fe3C do campo .
3. Imediatamente acima da eutectide a concentrao da fase 0.77 wt% C, eutectide.
4. Imediatamente abaixo da eutectide toda a fase se transforma em perlite. A fase Fe3C , que no muda, denominada cementite pro-eutectide.
Diagrama de fases Fe-CExemplos de microestruturas
1- O carbono forma soluo slida intersticial tanto na estrutura CCC da ferrite () quanto na estrutura CFC da austenite (). Explicar porque razo a solubilidade de C na austenite (2,11% C) muito maior que na ferrite (0,022% C) se o factor de empacotamento atmico da austenite (CFC) maior que da ferrite (CCC).
Srie I Diagrama de fases Fe-CExerccio 1
Rede cbica de corpo centrado (BCC)
- tomos por clula?
- N de coordenao?
- Factor empacotamento: 68 %
Rede cbica de faces centradas
- tomos por clula?
- N de coordenao?
- Factor empacotamento: 74 %
Srie I Diagrama de fases Fe-CExerccio 1
2- Calcular as quantidades(% em peso) das fasesferrite e cementitepresentes temperaturaambiente para aos com0,30%C, 0,77%C e 1.2 %C.
Srie I Diagrama de fases Fe-CExerccio 2
A TB:
Duas fases e L
WL = S/(R+S)
W = R/(R+S)
Regra da alavanca
Srie I Diagrama de fases Fe-CExerccio 2
Para a temperatura ambiente e C1 = 0,30% de C, temos:
% (ferrite) = (6.7-0.3)/(6.7-0).100 = 95,5%
% Fe3C (cementite) = (0,3-0)/(6.7-0).100 = 4,5%
Srie I Diagrama de fases Fe-CExerccio 20,3%C
Para a temperatura ambiente e C1 = 0,77% de C, temos:
% (ferrite) = (6.7-0.77)/(6.7-0).100 = 88,5%% Fe3C (cementite) = (0,77-0)/(6.7-0).100 = 11,5%
Srie I Diagrama de fases Fe-CExerccio 20,7%C
Para a temperatura ambiente e C1 = 1,2% de C, temos:
% (ferrite) = (6.7-1.2)/(6.7-0).100 = 82,1%
% Fe3C (cementite) = (1.2-0)/(6.7-0).100 = 17,9%
Srie I Diagrama de fases Fe-CExerccio 21,2%C
Srie I Diagrama de fases Fe-C : Exerccio 33- Considere um ao hipoeutectidecontendo 0,40% de C calcular:
A quantidade de ferrite pr-eutectide formada. A quantidade de perlite
A quantidade de ferrite contida naperlite (ferrite do eutectide).
Explique a diferena entre a ferritepr-eutectide e a ferrite eutectideda perlite. Existem diferenas decomposio ou estrutura cristalina?
Srie I Diagrama de fases Fe-CExerccio 3
Para a temperatura ambiente e C1 = 0,40% temos:
% (ferrite) = (6.7-0.4)/(6.7-0).100 = 94,0%, % Fe3C (cementite) = (0,4-0)/(6.7-0).100 = 6,0%
A 727 C temos: % ferrite pr-eutectide = (0.77-0.4)/(0.77-0.022).100 = 49.5%
% ferrite na perlite = 94 49.5 = 44.5 %
% perlite = % austenite a 727 C =100-49.5 = 50.5 %
0,4%C
4 - Considere um ao hipereutectidecontendo 1,5% de C calcular:
A quantidade de cementite pr-eutectide formada.
A quantidade de perlite
A quantidade de cementite contidana perlite (cementite do eutectide).
Srie I Diagrama de fases Fe-C : Exerccio 4
Srie I Diagrama de fases Fe-Fe3CExerccio 4
Para a temperatura ambiente e C1 = 1,50% de C temos:
% (ferrite) = (6.7-1.5)/(6.7-0.0).100 = 77,6%
% Fe3C (cementite) = (1.5-0)/(6.7-0).100 = 22,4%
A 727 C temos: % cementite pr-eutectide = (1.5-0.77)/(6.7-0.77).100 = 12.3%(86% de cementite em contorno de gro)
% cementite na perlite = 22.4 % - 12.3 % = 10.1 %
% perlite = % austenite a 727 C =100-12.3= 87.7 %
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