Analise do sistema fe-fe3c

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Universidade Regional de Blumenau
Engenharia Química
Ciência dos Materiais
Professor Vinicyus Rodolfo Wiggers 













Analise do sistema Fe-Fe3C



Ana Paula Seibel


















Blumenau
abril/2011


1- Introdução


Trabalho desenvolvido a pedido do professor Vinicyus Rodolfo Wiggers para a disciplina de Ciência dos Materiais, docurso de Engenharia Química da Universidade Regional de Blumenau – Furb.
Neste trabalho falaremos dos sistemas Ferro-carbono, em especial do sistema Fe-Fe3C, usado em tratamentos térmicos. Bem como a propriedade de seus componentes (ferrita-δ e ferrita-α, austenita, perlita e cementita), e reações envolvidas e os aços resultantes, juntamente com um exemplo de cálculo de concentração usando a“regra da Alavanca”. Será apresentado também a influencia de outros materiais sobre o diagrama já apresentado.










































































2-Desenvolvimento

Existem dois tipos de diagramas Fe-C, o diagrama Fe-C estável, que mostra o equilíbrio entre o Fe e a grafita, e odiagrama Fe-Fe3C, metaestável, que apresenta o equilíbrio entre o ferro e a cementita (Fe3C). Por convenção os diagramas são apresentados em % de carbono.
O diagrama de Fe-Fe3C é a base para o tratamento térmico da maioria de nossos aços.
A composição eutética corresponde a 4,3% em peso de carbono, a temperatura de 1148ºC. Os ferros fundidos estão posicionados próximos da região da eutética jáque contém tipicamente 2,5% a 4% de carbono. Possuem pontos de fusão relativamente baixos.
O diagrama mostra a presença de cinco fases distintas: líquida, ferrita-δ, ferrita-α, austenita (γ) e cementita (Fe3C). As temperaturas nas quais estas fases estão presentes variam de acordo com o teor de carbono. O carbono encontra-se em solução sólida na ferrita δ, na austenita e na ferrita α, ocupandoposições intersticiais. A fase líquida ocorre a temperaturas acima de uma linha imaginária denominada Liquidus. Outra linha importante do diagrama é a Solidus, abaixo da qual o material está completamente solidificado
O diagrama Fe-Fe3C está representado na figura a seguir:






































Neste diagrama temos uma regiãodenominada zona critica, que acontece na região onde se tem o campo bifásico austenita(γ) + ferrita (α). A dita região é destacada na imagem a seguir.

















2.1- Reações


As reações principais no diagrama Fe-Fe3C são:


2.1.1 Reação peritética - (0,17%C / 1495ºC)
No ponto peritético, o liquido com 0,53%C combina-se com a ferrite- δ com 0,09%Cdando origem a austenita com 0,17%C. (uma fase líquida em duas fases sólidas.)
L (líquido) + δ (ferrita delta) → γ (austenita)


2.1.2 Reação eutética- (4,3% de C / 1148°C):
No ponto eutético, o liquido com 4,3%C transforma-se em austenita com 2,08%C e cementita com 6,67%C.( uma fase sólida se decompõe em duas outras fases também sólidas)
L (líquido)→ γ (austenita) + Fe3C(cementita)


2.1.3 Reação eutetóide - (0,77% de C / 727°C):
No ponto eutetóide, a austenita com 0,8%C origina ferrita- α com 0,02%C e cementita que contem 6,67%C.
γ (austenita) → α (ferrita) + Fe3C (cementita)


O produto da reação eutetóide é uma mistura mecânica de duas fases (ferrita e
cementita) denominada perlita.

2.2-Aços


No diagrama pode-se ver aseparação entre aço e ferro fundido, que acontece mais precisamente na proporção de 2,11% de C. Para valores inferiores a 2,11 temos aço e para os superiores ferro fundido.
Existem 3 tipos de aços relacionados no diagrama aqui estudado. Aços eutetóides, hipereutetóides e hipoeutetóides.


2.2.1-Aços Eutetoides


São aqueles que apresentam 0,77% de C
Se uma amostra de...
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