Diagrma ferro e carbono

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Diagramas Fe-C e Fe-Fe3C
Marcelo F. Moreira

Importância do aço

┐ Os aços são os materiais mais
utilizados na construção mecânica e em elementos de máquinas.
Vidro; 3 Borracha; 4 Fluídos / lubrificantes; 6 Aço; 54 Alumínio e ligas; 8 Polímeros; 11 Ferro fundido; 11 Magnésio e ligas; 0,2 Outros; 6

┐ Isso decorre da combinação de um
amplo espectro de resistência (LE e LR), deductilidade, elevada rigidez (210 GPa) e custo relativamente baixo.



Materiais utilizados em um sedã familiar (ano 2000 - USA)

ETM 201 Materiais de Construção Mecânica

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Importância do aço

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Alotropia do ferro puro

Na temperatura ambiente, o ferro puro apresenta estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (CCC), denominada ferritaalfa (). A estrutura CCC do ferro (ferrita ) é estável até 912°C, nesta temperatura a estrutura CCC sofre uma transformação alotrópica para a estrutura cúbica de faces centradas (CFC), denominada ferro gama () ou austenita.



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Alotropia do ferro puro

A austenita (CFC) é estável entre 912 e 1394° C. Na temperatura de 1394°C ocorreuma nova transformação alotrópica na qual a estrutura CFC da austenita transformase novamente em CCC. Esta estrutura é denominada de ferrita delta (). A ferrita delta () CCC é estável até a temperatura de 1538°C. Acima de 1538°C a estrutura cristalina CCC da ferrita  torna-se amorfa, sem ordenação cristalina, caracterizando o estado líquido.



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5Alotropia do ferro puro

Graficamente temos:
Ferrita  CCC
l

Austenita  CFC

Q Q

Q Q

Ferrita  CCC Esquema do dilatômetro

912°C

1394°C

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Diagrama Fe-Fe3C



Sobreposição dos diagramas Fe-C (estável) Fe-Fe3C (metaestável)

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Reação peritética Reaçãoeutética Diagrama Fe-Fe3C (metaestável)

Reação eutetóide

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Reação eutética Diagrama Fe-Fe3C (metaestável)

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Reações relevantes no diagrama Fe-Fe3C REAÇÃO EUTÉTICA (4,3 %C / 1148°C):
L (líquido)   (austenita ) + Fe3C (cementita)

CL = 4,3 %C

C = 2,11 %C

C Fe3C = 6,67 %C

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Reação peritética

Diagrama Fe-Fe3C (metaestável)

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Reações relevantes no diagrama Fe-Fe3C

Detalhes dos campos de ferrita alfa e ferrita delta

Patamar peritético

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Reações relevantes no diagrama Fe-Fe3C REAÇÃO PERITÉTICA (0,17 %C / 1495ºC)
L(líquido) +  (ferrita delta)   (austenita)

CL = 0,53 %C

C = 0,09 %C

C = 0,17 %C

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Reação eutetóide

Diagrama Fe-Fe3C (metaestável)

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Reações relevantes no diagrama Fe-Fe3C

Detalhes da reação eutetóide Patamar eutético

Patamar eutetóide

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Reações relevantes no diagrama Fe-Fe3C REAÇÃO EUTETÓIDE - (0,77 %C / 727°C):
 (austenita )   (ferrita) + Fe3C (cementita)

C = 0,77 %C

C = 0,02 %C

C Fe3C = 6,67 %C

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Definições Austenita
┐ AUSTENITA: Consiste em uma solução sólida
intersticial de C (com até 2,11%) no ferro CFC. O nome austenita é uma homenagemao metalurgista inglês Sir. William C. Roberts-Austen. Foi um importante pesquisador no campo da metalografia, desenvolveu trabalhos sobre o diagrama Fe-C e com um pirômetro automático.

William C. RobertsAusten 1843-1912 UK

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Definições Austenita
┐ Em aços ao carbono e aços baixa liga
só é estável acima de 727°C. Apresenta...
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