Diagrama de equilibrio ferro

CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
Prof. Gilberto Augusto de Morais

Diagrama de Equilíbrio Ferro-Carbono
Desde que a maioria dos aços contém carbono, os princípios básicos de desenvolvimento microstrutural podem ser explicados pelo diagrama de equilíbrio ferro carbono. Este diagrama, mostrado na Fig.1, é essencialmente um mapa das fases que existem no ferro em várias composições de carbono e temperaturas sob condições de equilíbrio. O ferro é um elemento químico interessante que se submete a mudanças trifásicas quando aquecido da temperatura ambiente ao estado líquido. Por exemplo, da temperatura ambiente a 912°C, ferro puro existe como ferrita (chamada ferro-a), de 912°C a 1394°C, como austenita (ferro- γ), de 1394°C a 1538°C como a ferrita outra vez (ferro- δ, e acima de 1538°C é líquido. Ou seja, sob aquecimento, o ferro submete-se a transformações alotrópicas de fase da ferrita à austenita em 912°C, austenita à ferrita em 1394°C, e ferrita a líquido em 1538°C.
Cada transformação submete-se a uma mudança na estrutura do cristal ou arranjo dos átomos do ferro na estrutura do cristal. Deve-se recordar que todo o elemento químico em sua forma solida têm arranjos específicos de átomos que são essencialmente blocos empilhados para produzir o elemento dentro da forma física construída. Estes arranjos atômicos dão forma a uma célula pronta contendo bilhões de átomos todos alinhados de maneira sistemática.
Algumas desta estrutura têm um arranjo cúbico, com um átomo em cada canto do cubo e outro átomo no centro do cubo. Este arranjo é chamado cúbico corpo-centrado CCC. Outro tem um átomo em cada canto do cubo e átomos no centro de cada face do cubo. Isto é chamado cúbico de face centrada CFC. Outros arranjos são sextavados, alguns são tetragonal, etc. Como exemplo, ferro puro como a ferrita tem um arranjo CCC. A austenita tem um arranjo CFC. Sob aquecimento, a ferrita CCC transformará em austenita CFC a 912°C, Fig.2. Estes arranjos ou estruturas cristalinas dão