Influencia dos elementos completo

Páginas: 54 (13421 palavras) Publicado: 29 de abril de 2013
INFLUÊNCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA NO DIAGRAMA Fe-Fe3C

Capítulo
4.1 Os elementos de liga e a formação de estruturas ferrosas O ferro possui duas formas estáveis [Fe- (CCC) e Fe-

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(CFC)], em condições

normais de temperatura e pressão. As transformações entre as formas estáveis ocorrem em temperaturas bem estabelecidas, o ferro na forma pura (Fe-δ(CCC) transforma-se em Fe- (CFC) natemperatura de 1394oC e o Fe- (CFC) em Fe- (CCC) na temperatura de 912oC. A adição de uma impureza (um elemento químico) à estrutura do ferro, por exemplo o carbono, faz com que a transformação de uma forma estável para outra, ocorra dentro de um intervalo temperatura bem definido. Cabe destacar que, a solubilidade de uma impureza em qualquer uma das formas alotrópicas do ferro varia com atemperatura. No caso particular do carbono misturando ao ferro, o excesso de carbono além do limite de solubilidade de cada uma das formas alotrópicas, Fe- (CCC) e Fe- (CFC), levará a precipitação da fase cementita, ou carboneto de Ferro (Fe3C). Basicamente, qualquer elemento de liga adicionado à rede do ferro deverá gerar alterações nas temperaturas de transformação das fases e influenciar nasolubilidade dos demais elementos, além dele próprio. Além disso, os elementos de liga podem modificar a microestrutura das fases, levar à formação de carbonetos e outras fases constituintes. O comportamento de elementos de liga adicionados à estrutura do ferro estará relacionado à pelo menos um dos seguintes itens: 1.) Os elementos de liga, de modo geral, podem ser encontrados dissolvidos em soluçãosólida, nas fases Fe- (CCC) e Fe- (CFC). Este fato deve levar a alterações nos valores de dureza, na resistência a tração e em outras propriedades relacionadas a cada uma das fases presentes, como observado na Figura 4.1. 2.) O efeito da dissolução de elementos de liga faz com que as fases Fe(CCC) e Fe- (CFC) existam em equilíbrio em faixas de temperaturas diferentes daquelas apresentadas no diagramaFe-Fe3C. Além disso, os elementos de liga alteram a composição relativa dos pontos tríplices (peritético, eutetóide e eutético), quando dissolvidos nas fases. Na década de 30, diversos trabalhos foram realizados com o objetivo de compreender a influência de alguns elementos no campo de fase da austenita (ou lupa astenítica) [Bain, 1939]. Verifica-se que, em função do teor dos elementos, a lupaaustenítica é distorcida, podendo até ser
-8

pode ser

(*)1 hm = 10 m

totalmente suprimida. As Figuras 4.2, 4.3, 4.4, 4.5 e 4.6 mostram o efeito do manganês, cromo, molibdênio, silício e titânio na lupa austenítica

respectivamente.

Figura 4.1 – Influência de alguns elementos de liga em solução sólida na ferrita (Fe-α) [Adaptado de Bain, 1939]

Figura 4.2 - Efeito do cromo na lupaaustenítica [Adaptado de Bain, 1939]

(*)1 hm = 10 m

-8

Figura 4.3 - Efeito do manganês na lupa austenítica [Adaptado de Bain, 1939]

Figura 4.4 - Efeito do molibdênio na lupa austenítica [Adaptado de Bain, 1939]

(*)1 hm = 10 m

-8

Figura 4.5 - Efeito do silício na lupa austenítica [Adaptado de Bain, 1939]

Figura 4.6 - Efeito do titânio na lupa austenítica [Adaptado de Bain,1939]

(*)1 hm = 10 m

-8

3.) Alguns elementos de liga podem formar novos compostos (intermetálicos) e principalmente ligar-se ao carbono formando carbonetos, ou entre si, formando novas fases que deverão influenciar as características físicas finais do material. Para este último item, é importante observar que a perlita nos aços raramente é composta apenas por carbonetos de ferro(Fe3C), podendo apresentar também, carbonetos de vanádio (V4C3), carbonetos de cromo (Cr7C6) e (Cr23C6) carbonetos de molibdênio (Mo2C), carbonetos de tungstênio (W 2C), dentre outros. 4.) Os elementos de liga podem alterar a velocidade de reação da decomposição da austenita no resfriamento e alterar as velocidades de solubilização dos carbonetos na austenita no aquecimento. Portanto, os tempos e as...
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