Qual a fração de Ferrita e Cementita na perlita em um aço 1020? E em um aço 1045? Explique. Qual a fração de ferrita livre (ferrita pró-eutetoide) e perlita nestes aços? Qual a composição da ferrita livre nestes aços?

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre a microestrutura do aço. O enunciado pergunta sobre a fração de ferrita e cementita na perlita de aços 1020 e 1045, além da fração de ferrita livre e perlita nesses aços, e a composição da ferrita livre. Vamos usar conceitos de diagramas de fases e a regra da alavanca para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender que a perlita é uma mistura de ferrita (α) e cementita (Fe₃C) encontrada na microestrutura dos aços. A quantidade de carbono no aço determina a quantidade de ferrita e cementita presentes.

Passo 3

Vamos identificar os teores de carbono nos aços 1020 e 1045:
  • Aço 1020: 0,20% de C
  • Aço 1045: 0,45% de C

Passo 4

No diagrama de fases do aço-carbono, a região eutetóide ocorre a 0,76% de C, onde forma-se a perlita. Quando o teor de carbono é menor que o eutetóide, forma-se ferrita pró-eutetoide e perlita. Vamos usar a regra da alavanca para calcular as frações.

Passo 5

Para o Aço 1020 (0,20% C):
A diferença de carbono entre o aço e o eutetóide é:
Deóç
A fração de perlita ( fperlita = De) é:
fferrita = 1 - fperlita = 1 - 0,737 = 0,263 ou 26,3%
A fração de ferrita pró-eutetoide ( ) é:

Passo 6

Para o Aço 1045 (0,45% C):
Calcular a diferença de carbono:
De
Fração de perlita:
fperlita = 0,31%0,76% approx 0,408 ou 40,8%
Fração de ferrita pró-eutetoide:
fferrita = 1 - 0,408 = 0,592 ou 59,2%

Passo 7

Agora, vamos determinar a fração de ferrita e cementita na perlita. Na perlita, a proporção de ferrita para cementita é fixa e determinada pelo diagrama de fases:
Ferrita na perlita = CcementitaCperlite = 0,76% - CaçoCeutetóide - Caço çóç
Mas como na perlita a quantidade de cementita e ferrita é constante, a fração típica é aproximadamente:
Ferrita na perlita approx 88% e Cementita na perlita approx 12%

Passo 8

Composição da ferrita livre:
A ferrita livre é praticamente pura em carbono, com cerca de 0,02% de C. Portanto, a composição da ferrita livre nos aços 1020 e 1045 é aproximadamente:
Ferrita livre = Fe com 0,02% de C

Resposta

  • Aço 1020:
    • Fração de Ferrita na Perlita: ~88%
    • Fração de Cementita na Perlita: ~12%
    • Fração de Ferrita Livre: 26,3%
    • Fração de Perlita: 73,7%
    • Composição da Ferrita Livre: Fe com ~0,02% de C
  • Aço 1045:
    • Fração de Ferrita na Perlita: ~88%
    • Fração de Cementita na Perlita: ~12%
    • Fração de Ferrita Livre: 59,2%
    • Fração de Perlita: 40,8%
    • Composição da Ferrita Livre: Fe com ~0,02% de C

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