A solubilidade do carbono é maior na ferrita ou na cementita? Explique.
Passo 1
Vamos resolver a questão que pergunta se a solubilidade do carbono é maior na ferrita ou na cementita. Para isso, vamos utilizar conceitos de metalurgia, especificamente sobre as estruturas de ferro e como elas interagem com o carbono.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que é solubilidade do carbono. Solubilidade refere-se à quantidade de carbono que pode se dissolver em uma fase específica do ferro. No contexto do aço, as duas fases principais a considerar são a ferrita e a cementita.
Passo 3
A ferrita é uma forma de ferro com estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (CCC). Nessa estrutura, os átomos de ferro estão organizados de maneira que há bastante espaço para outros átomos, como o carbono, se dissolverem. No entanto, a solubilidade do carbono na ferrita é bastante baixa, cerca de 0,02% em peso a 727°C.
Passo 4
Já a cementita é um composto intersticial formado por ferro e carbono, com a fórmula química Fe₃C. Nesse composto, o carbono está rigidamente incorporado na estrutura do ferro, formando uma fase com composição fixa. Portanto, a cementita não dissolve mais carbono além do que já está presente na sua fórmula.
Passo 5
Comparando as duas, a ferrita permite a dissolução de pequenas quantidades de carbono devido à sua estrutura aberta, enquanto a cementita tem uma composição fixa que não permite a dissolução adicional de carbono. Assim, a ferrita tem uma maior capacidade de dissolver carbono em comparação com a cementita.
Resposta
A solubilidade do carbono é maior na ferrita do que na cementita, pois a ferrita pode dissolver pequenas quantidades de carbono em sua estrutura, enquanto a cementita possui uma composição fixa que não permite a dissolução adicional de carbono.