Aços Hipo e Hipereutetoide

Primeiro vamos olhar o diagrama de fases da liga Fe – C e identificar o ponto eutetóide:

A reação eutetóide acontece quando temos uma fase sólida virando duas outras fases sólidas, no nosso caso:

Na liga Fe – C o ponto eutetóide acontece numa composição de 0,76%p C e 727°C.

Agora, uma outra coisa que precisamos saber é que Aço é a denominação dada para ligas Fe – C de até 2,11%p C! Então bora dar um zoom nesse gráfico?

O aço hipoeutetóide apresenta uma porcentagem de carbono menor do que a composição eutetóide, logo na faixa de 0,008% a 0,76% de carbono .

O aço hipereutetóide apresenta uma porcentagem de carbono maior do que a composição eutetóide, logo varia o teor de carbono entre 0,76% a 2,11%.

As condições iniciais dos aços é hiper-eutetóide na composição 1,0%C .

Primeiramente delimitaremos ambas as temperaturas no diagrama

As microestruturas do aço a 1300° C existe apenas a austenita (fase );

A 550° C existe cementita pró-eutetóide, e a austenita que ainda existia a 727o C se transforma nessa temperatura em perlita.

Um aço hipereutetóide apresenta uma mudança brusca de austenita para se transformar em perlita.

E a cementita envolve os grãos de perlita em forma de uma teia.

Para a determinação da classificação do aço, vamos notar que o resfriamento ocorre em um teor de carbono de 1%, nesse caso o aço é do tipo hipereutetóide pois estes apresentam teores superiores a 0,76% de C.

O resfriamento de uma liga hipereutetóide em condições de equilíbrio (resfriamento muuito lento) até uma temperatura abaixo da eutetóide (727°C), produzirá uma microestrutura composta de ferrita (α) e cementita (Fe3C)

Durante o resfriamento a ferrita (α) nucleia no contorno de grão da austenuta. Chamamos de ferrita eutetóide a ferrita presente na perlita e proeutetóide a ferrita que se forma acima da temperatura eutetóide (727°C).

Aço 1020 conforme sua classificação apresenta 0,2% de C

É um aço baixo carbono utilizado em componentes mecânicos de uso como engrenagens, eixos, virabrequins entre outros

É um aço hipoeutetoide que é utilizado para a fabricação de elementos estruturais.

A cementita formada antes do eutetóide é chamada cementita proeutetóide e a microestrutura das ligas hipereutetóides resultam em perlita + cementita proeutetóide

Como a questão foi bem direta com relação ao que deseja e se tratando de uma questão teórica que pode nos servir como auxílio para relembrar alguns conceitos em questões mais a frente, vamos direto para a resolução tentando ser o mais claro possível. Primeiramente é questionado sobre a diferença entre os aços hipoeutetoides e os hipereutetoides e essa diferença se dá justamente na concentração de carbono que para os aços hipoeutetóides temos uma concentração de carbono menor eu no eutetóide, enquanto que a o hipereutetoide tem concentração maior de carbono do que no eutetóide.

Pois bem, como é afirmado no enunciado temos que em um aço hipoeutetoide, existe tanto ferrita eutetoide quanto proeutetoide, onde no caso desse aço a ferrita proeutetoide é um microconstituinte formado acima da temperatura eutetoide enquanto que a ferrita eutetoide é um dos constituintes da perlita que se formou a uma temperatura abaixo do eutetoide. A concentração de carbono para ambas as ferritas é de em peso de .

Esse problema pede que consideremos vários aspectos de de austenita contendo em peso de que é resfriado abaixo do eutetoide. Para esse caso, a fase proeutetoide será pois temos que é maior que a composição eutetoide Agora, para a seguinte parte do problema vamos aplicar a regra da alavanca fazendo

De forma similar para a cementita faremos

Passando isso para massa vamos ter para

Da mesma forma para

Agora, somos solicitados a calcular a quantidade de perlita e a fase proeutetoide (cementita). Aplicando a Equação , na qual vamos descobrir a porcentagem de perlita fazendo

Da mesma forma para a fase proeutetóide teremos

Passando para massa teremos

Por fim, nos é pedido um esquemático de toda essa estrutura e esse esquemático é mostrado na figura e é dada por

Fala aí galera, hoje vou ensinar vocês essa questão aqui que é muito massa!

Esse problema pergunta se é possível determinar ou não a composição de uma liga ferro-carbono para a qual a fração mássica de ferrita eutetóide é 0,82; e se sim, para calcular a composição. Sim, é possível determinar a composição da liga; e, de fato, existem duas respostas possíveis. Para o primeiro, a ferrita eutetóide existe além da ferrita proeutetóide. Para este caso, a fração de massa da ferrita eutetóide () é apenas a diferença entre as frações de massa total da ferrita e da ferrita proeutetóide; isso é:

Agora, é possível escrever expressões para (na forma da Equação 9.12) e (Equação 9.21) em termos de , a composição da liga. Portanto,

E, resolvendo para , obtém-se em peso de C. Para a segunda possibilidade, temos uma liga hipereutetóide em que toda a ferrita é ferrita eutetóide. Assim, é necessário configurar uma expressão de regra de alavanca em que a fração de massa da ferrita total seja 0,82. Portanto,

E, resolver produz em peso de C

Nessa questão nos é pedido as frações de massa de ferrita proeutetoide e perlita que se formam em uma liga ferro-carbono em peso de . Da equação conseguimos encontrar a fração de perlita, onde temos que

Agora para a ferrita proeutetoide vamos utilizar a equação e obtendo

Pronto, está resolvido nosso problema de maneira bem simples.