Faça um diagrama de fases
, destacando todas as fases constituintes, em termos de composição e estrutura. O que você entende por aços eutetóide, hipereutetóide e hipoeutetóide. Qual a estrutura de cada um a temperatura ambiente? Como são definidos os materiais conhecidos como ferro fundido?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para gente montar um diagrama de fases entre o ferro (
) e o carboneto de ferro (
), destacando todas as fases envolvidas em termos de composição e estrutura. A gente vai precisar entender um pouco sobre diagramas de fases, especialmente o diagrama ferro-carbono, que é fundamental para classificar os aços em eutetóide, hipereutetóide e hipoeutetóide. Também vamos ver como essas estruturas se comportam à temperatura ambiente e definir o que são os materiais conhecidos como ferro fundido.
Passo 2
Primeiro, vamos montar o diagrama de fases
-
. No diagrama ferro-carbono, o eixo horizontal representa a porcentagem de carbono e o eixo vertical a temperatura. Esse diagrama mostra como as diferentes fases do ferro-cobalto variam com a temperatura e a composição de carbono. As principais fases que aparecem são a ferrita (
-Fe), a austenita (
-Fe) e o cementita (
).
Passo 3
Agora, vamos destacar as fases constituintes no diagrama:
- Ferrita (
-Fe): Solução sólida de carbono no ferro em estrutura cúbica de corpo centrado (CCC). Presente em baixas teores de carbono e em temperaturas mais baixas. - Austenita (
-Fe): Solução sólida de carbono no ferro em estrutura cúbica de face centrada (CFC). Estável em temperaturas mais altas. - Cementita (
): Composto intersticial de ferro e carbono com estrutura complexa. Aparece como uma fase dura e quebradiça.
Passo 4
Vamos falar sobre os aços eutetóide, hipereutetóide e hipoeutetóide:
- Aço eutetóide: Possui exatamente 0,76% de carbono. Ao esfriar, a austenita se transforma em perlita, que é uma mistura fina de ferrita e cementita.
- Aço hipereutetóide: Tem mais de 0,76% de carbono. Além da perlita, forma cementita em excesso.
- Aço hipoeutetóide: Tem menos de 0,76% de carbono. Além da perlita, forma ferrita em excesso.
Passo 5
Agora, sobre a estrutura de cada um a temperatura ambiente:
- Aço eutetóide: Composto principalmente por perlita, que consiste em camadas alternadas de ferrita e cementita.
- Aço hipereutetóide: Mistura de perlita e cementita livre, resultando em uma estrutura mais dura devido ao excesso de cementita.
- Aço hipoeutetóide: Mistura de perlita e ferrita livre, resultando em uma estrutura mais macia devido ao excesso de ferrita.
Passo 6
Por fim, vamos definir o que são os materiais conhecidos como ferro fundido. O ferro fundido é uma liga de ferro com carbono acima de 2,14%. Ele é dividido em diferentes tipos, como:
- Fundido cinzento: Contém grafite em forma de placas, o que lhe confere boa usinabilidade.
- Fundido nodular ou dúctil: Contém grafite em forma de esferas, proporcionando maior resistência e ductilidade.
- Fundido branco: Contém carbonetos em vez de grafite, sendo mais duro e quebradiço.
Resposta
Resumindo, montamos o diagrama de fases
-
destacando ferrita, austenita e cementita. Classificamos os aços em eutetóide (0,76% C), hipereutetóide (>0,76% C) e hipoeutetóide (<0,76% C), cada um com estruturas distintas à temperatura ambiente, compostas por perlita, cementita e ferrita em proporções variadas. Além disso, definimos o ferro fundido como ligas de ferro com alto teor de carbono, apresentando diferentes microestruturas como cinzento, nodular e branco.