Uma liga com 3,0 %pC é fundida a 1400 °C e posteriormente é resfriada lentamente em condições de equilíbrio.Quais são, respectivamente, as temperatura aproximadas inicial e final de solidificação e as fases presentes a 723 °C?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma liga que tem 3,0% de carbono (3,0 %C) que foi derretida a 1400 °C e depois resfriada lentamente em condições de equilíbrio. Nosso objetivo é descobrir duas coisas:
- As temperaturas aproximadas de solidificação inicial e final.
- As fases que estão presentes a 723 °C.
Para resolver isso, vamos usar o diagrama de fases do ferro-carbono, que nos ajuda a entender como diferentes composições de carbono se comportam em várias temperaturas.
Passo 2
Primeiro, precisamos identificar onde está a nossa liga de 3,0 %C no diagrama de fases do ferro-carbono. O diagrama mostra as fases presentes em função da quantidade de carbono e da temperatura.
Passo 3
Agora, vamos determinar as temperaturas de solidificação inicial e final. Ao resfriar uma liga lentamente em condições de equilíbrio, a solidificação ocorre de forma contínua, passando por diferentes fases à medida que a temperatura diminui.
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Solidificação Inicial: É a temperatura na qual a primeira fase sólida começa a se formar a partir do líquido. Para uma liga com 3,0 %C, isso geralmente ocorre próximo à temperatura de austenita (γ) começando a se transformar.
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Solidificação Final: É a temperatura na qual toda a liga líquida se transforma em sólido. No diagrama de fases, isso corresponde ao final da transformação da austenita em perlita ou cementita.
Passo 4
Consultando o diagrama de fases do ferro-carbono:
- A temperatura de solidificação inicial para uma liga com 3,0 %C está aproximadamente em 1147 °C.
- A temperatura de solidificação final está por volta de 1147 °C também, já que 3,0 %C está próximo do ponto eutetóide, onde ocorre a transformação direta de austenita em perlita a 727 °C.
Passo 5
Agora, vamos descobrir quais fases estão presentes a 723 °C. Olhando para o diagrama de fases:
- A 723 °C, que está muito próxima do ponto eutetóide a 727 °C, a liga de 3,0 %C se encontra na região de perlita.
Perlita é uma mistura de ferrita (uma fase com baixo teor de carbono) e cementita (Fe₃C, uma fase rica em carbono). Portanto, a fase presente a 723 °C é a perlita.
Resposta
As temperaturas aproximadas de solidificação inicial e final são ambas cerca de 1147 °C, e a fase presente a 723 °C é a perlita.