Qual a concentração de carbono de uma liga Fe-C cuja fração de ferrita total seja de 0,94 ? Classifique esse aço ec hipoeutético ou hipereutético. 2.0 pontos
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me perguntou qual é a concentração de carbono numa liga de ferro-carbono (Fe-C) que tem 94% de ferrita. Além disso, precisamos descobrir se esse aço é hipoeutetóide ou hipereutetóide. A gente vai usar conceitos de metallurgia, mais especificamente do diagrama de fases Fe-C, pra resolver isso.
Passo 2
Primeiro, é importante entender o que é ferrita. A ferrita é uma fase do aço que é bem macia e tem baixo teor de carbono, geralmente até 0,022% de carbono. No diagrama de fases Fe-C, existe um ponto especial chamado eutetóide, que ocorre a 0,76% de carbono e 727°C. Nesse ponto, a austenita se transforma em perlita, que é uma mistura de ferrita e cementita.
Passo 3
Para encontrar a concentração de carbono na liga, vamos usar a Regra da Alavanca. Essa regra nos ajuda a relacionar as frações das fases presentes com as concentrações de carbono em cada fase. A fórmula é:
Onde:
- $ C_0 $ é a concentração total de carbono na liga.
- $ f_f $ é a fração de ferrita.
- $ C_f $ é a concentração de carbono na ferrita.
- $ f_a $ é a fração de austenita.
- $ C_a $ é a concentração de carbono na austenita (no ponto eutetóide, que é 0,76% C).
Passo 4
Sabemos que:
- $ f_f = 0,94 $ (94% de ferrita)
- $ C_f = 0,022% $ (concentração de carbono na ferrita)
- $ f_a = 1 - f_f = 0,06 $ (6% de austenita)
- $ C_a = 0,76% $ (concentração de carbono na austenita)
Agora, substituímos na fórmula:
Passo 5
Vamos calcular cada parte:
Somando os dois resultados:
Passo 6
Então, a concentração de carbono na liga Fe-C é aproximadamente 0,066% C.
Passo 7
Agora, para classificar o aço: como a concentração de carbono (0,066% C) está abaixo do ponto eutetóide (0,76% C), esse aço é hipoeutetóide.
Resposta
A concentração de carbono da liga é de aproximadamente 0,066% C e o aço é hipoeutetóide.