Para uma liga
, determine:
A composição e a quantidade de cada fase presente a
A composição e a quantidade de cada fase presente a
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um exercício que fala sobre uma liga de ferro com 1,15% de carbono e precisamos descobrir quais fases estão presentes nela a uma temperatura de 726°C. Isso está relacionado ao estudo do diagrama de fases do ferro-carbono, que nos ajuda a entender como diferentes composições de carbono se comportam em várias temperaturas. Para resolver isso, vamos usar o diagrama de fases do Fe-C e aplicar a regra da alavanca para determinar a quantidade de cada fase presente.
Passo 2
Primeiro, vamos entender onde está nossa liga no diagrama de fases do ferro-carbono. Temos uma liga com 1,15% de carbono a 726°C. No diagrama, essa composição está acima da composição eutetóide (que é 0,76% de carbono) e a temperatura é bem próxima da temperatura eutetóide (727°C). Isso significa que nossa liga está no lado hipereutetóide do diagrama, onde além da austenita (γ) teremos formação de cementita (Fe₃C) extra.
Passo 3
Agora, vamos identificar as fases presentes. A uma temperatura de 726°C, que está ligeiramente abaixo da temperatura eutetóide, nossa liga consistirá de:
- Austenita (γ): Uma fase sólida de alta temperatura que pode dissolver mais carbono.
- Cementita (Fe₃C): Uma fase intermetálica dura e frágil que se forma quando há excesso de carbono.
Portanto, as fases presentes são austenita e cementita.
Passo 4
Para descobrir a quantidade de cada fase, vamos usar a regra da alavanca. Primeiro, precisamos saber os limites da austenita na nossa temperatura de 726°C:
- Eutetóide: 0,76% C a 727°C
- Límites da austenita: Vamos considerar que a temperatura de 726°C está praticamente no ponto eutetóide, então os limites são muito próximos.
Usando a regra da alavanca:
Onde:
-
(composição de carbono na cementita) -
-
Passo 5
Vamos substituir os valores na fórmula:
Isso significa que a razão entre a quantidade de austenita e cementita é de aproximadamente 14,15:1.
Passo 6
Para encontrar as porcentagens de cada fase, consideramos que a soma das partes da alavanca deve ser igual a 1 (ou 100%). Então:
Resposta
A 726°C, a liga Fe-1,15 %C é composta por aproximadamente 93,4% de austenita (γ) e 6,6% de cementita (Fe₃C).