Considere
de austenita contendo
de carbono, resfriada até abaixo de
.
Qual é a fase proeutetóide e quantos kg se formam dela?
Qual é a fase proeutetóide e quantos kg se formam dela?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão nos pede para determinar qual é a fase proeutetóide que se forma quando resfriamos 5,0 kg de austenita com 1,15 % de carbono até abaixo de 727 °C. Vamos usar conceitos de transformação de fases em ligas metálicas, especificamente no aço. Vamos precisar entender sobre a austenita, a fase proeutetóide (que, no caso do aço, é a cementita) e calcular a quantidade de cementita formada.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é a austenita. A austenita é uma fase do aço que contém carbono dissolvido no ferro em solução sólida. Quando resfriamos a austenita abaixo de 727 °C, ocorre a transformação para outras fases, dependendo da quantidade de carbono.
Passo 3
Como temos 1,15 % de carbono, que é maior que o teor eutetóide de aproximadamente 0,76 % C, estamos lidando com um aço hipereutetóide. Isso significa que, ao resfriar abaixo de 727 °C, além da formação de perlita (uma mistura de ferrita e cementita), também se forma uma fase extra chamada proeutetóide, que, no caso do aço, é a cementita (Fe₃C).
Passo 4
Vamos calcular a quantidade de cementita que se forma. Para isso, usamos a fórmula de cálculo de fases em ligas binárias, conhecida como Regra de Lever.
Primeiro, identificamos o teor de carbono:
- Teor inicial de carbono no aço:
- Teor eutetóide de carbono:
A quantidade de carbono excedente que vai para a formação da cementita é:
Passo 5
Agora, precisamos calcular a massa de cementita que se forma a partir desse carbono excedente. Sabemos que a cementita (Fe₃C) tem uma composição de 6,67 % de carbono.
A massa de carbono que vai para a cementita é:
Passo 6
Para encontrar a massa de cementita formada, usamos a proporção da composição de carbono na cementita:
Resposta
A fase proeutetóide formada é a cementita (Fe₃C) e são formados aproximadamente 0,29 kg de cementita.