sistema fe -c - hgm

DIAGRAMA DE FASESFERRO CARBONO

912

1394

1538

tempo

Fe � Fe δ

Fe δ Fe γ

Fe γ Fe α

Fe Líquido

Ferro α

Ferro γ

Ferro δT( C)

Curva de resfriamento do Ferro puro

TRANSFORMAÇÕES DE FASES DO FERRO PURO

DIAGRAMA DE FASES FERRO CARBONO

Vapor

912 1394 1538

1α γ δ Ferro líquido

Ferrita Austenita Ferritadelta

(CCC) (CFC) (CCC)

P(atm)

2880 T( C)

Diagrama Pressão x Temperatura do Ferro puro

TRANSFORMAÇÕES DE FASES DO FERRO PURO


Fe sólido: Fe α

δ

γ

ou FerritaArranjo cristalográfico: CCC

Fe sólido: Fe ou Austenita

Fe sólido: Fe ou Ferrita delta

Arranjo cristalográfico: CFC

Arranjo cristalográfico: CCC

Ferro líquido

Fe puro(1 atm)

912

1394

1538

T ( C)o

TRANSFORMAÇÕES ALOPRÓPICAS DO FERRO



Bibliografia desta seção:•CALLISTER Jr., W. D. Ciência eengenharia de materiais: umaintrodução 5ª edição, 2002, LTC p.189-236 e p. 243-251.

Transformação α(ferromagnética) para β

(paramagnética)

Também chamada ferrita

Também chamada austenita

Ferro (Fe): •Massa atômica 55,85 g/mol•Valências: +2 ou +3•Raio atômico: 0,124 nm•Cinco formas alotrópicas*


Carbono (C):• massa atômica 12,01 g/mol• raio atômico: 0,071 nm• valências: +4 (ou -4)

• Solubilidade máxima no Fe (α) ≈ 0,02% a 727°C (já que omenor raio do interstício octaédrico é 0,019 nm, e este éirregular!)

• Solubilidade máxima no Fe (γ) = 2,14% a 1147°C (já que oraio do interstício octaédrico regular é 0,051 nm!)

Prof. Jorge KolososkiAço eutetóide

Aço hipoeutetóide Aço hipereutetóide

Aço F.Fundido


727

Fe 0,8 2,1 6,7 %C

912

α + Fe3C

E

A

BαA1

α + γ

A3

γ

Acm

C

F

γ + Fe3C

D

Fe3C

Hipoeutetóide Hipereutetóide

Eutetóide

T( C)

Diagrama de equilíbrio Ferro-Fe3C

Aço F.Fundido



(4,3 % C e 1147ºC) reação eutéticaL4,3%C γ 2,14%C+Fe3C6,7%C

(0,76 % C e 727ºC) reação eutetóide γ 0,76%C α 0,02%C+Fe3C6,7%C


Cementita – Fe3CEstrutra cristalina ortorrômbicaLigação predominantemente covalentePossui 6,7% C

67,612)56*3(

12% 3 ≅

+=CFeC


PERLITA: microestrutura formada a partir datransformação da austenita de composiçãoeutetóide em lamelas alternadas de ferrita e

cementita.

Formação de microestruturas de equilíbrio num aço eutetóide (%C=0,76)

B C D E GF

A

727

tempo

H

γ

γ γ

T( C)

Perlita

TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA DA AUSTENITA (AÇO EUTETÓIDE)

Austenita Perlita.

�


TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA DA AUSTENITA A 727 ºC (AÇO EUTETÓIDE)

Formação da perlita. Formação da perlita Perlita

Austenita original a 750 ºC Estágio inicial de formação da perlita Formação da perlita.



Se 728°C < T < Ti, há a formação de α a partir dos contornos de grão da γ (devido à maiorvelocidade de difusão nos contornos).

Devido a formação de α entre Ti e 728°C, o teor decarbono da γ se altera, até que a 728°C tem-sepraticamente %Cγ~0,76. Por este motivo, a ferrita formadaneste intervalo de temperatura é chamada de ferrita pró-eutetóide ou ferrita primáriaA 727°C, a g restante sofre transformação eutetóide,transformando-se em perlita

Cγd

Cγ728°C~0,76%C

Cγd

Cγ728°C~0,76%C

Formação de microestruturas de equilíbrio num aço hipoeutetóide(%C<0,76)

0,25%C

TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA DA AUSTENITA (AÇO HIPOEUTETÓIDE)

α

A

B

C

D E GF727

tempo

H

γ

γ

γ

γ

A3

αααα Perlita

α

T( C)

Austenita

Ferrita e perlita.

�



0,25% C

Representaçãoesquemática dos

contornos de grão daγ, onde a α pró-

eutetóide nucleia.


Formação de microestruturas de equilíbrio num aço hipereutetóide(%C>0,76)

TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA DA AUSTENITA (AÇO HIPEREUTETÓIDE)

Acm

E

A

B C D727

tempo

γ

γ γ

Fe3C Fe3C

Perlita

T( C)

Austenita

Cementita e perlita

�


% Constituinte

100

%Perlita

%Cementita %Ferrita

Hipoeutetóide HipereutetóideEutetóide

γ

α + Fe3C

PerlitaDiagrama de equilíbrio esquemático e estrutura do aço eutetóide


Microestrutura de aços hipoeutetóide e hipereutetóide

Aço hipoeutetóideFerrita e perlita

Aço hipereutetóideCementita e perlita


Estruturas de equilíbrio

Austenita original a 850 ºC.

Aço com 0,5 %C. Fases: ferrita e cementitaConstituintes: Ferrita e perlita.

Aço Hipoeutetóide

Aço com 0,8 %C. Fases: ferrita e cementita Constituinte: Perlita.

Aço Eutetóide

Aço com 1,2 %C. Fases: ferrita e cementitaConstituintes: Cementita e perlita.

Aço Hipereutetóide

Fe 0,5 0,8 1,2 %C

γ


Austenita Ferro puro Ferro com 0,1 %C Ferro com 0,3 %C Ferrita Ferrita e perlita Ferrita e perlita

Ferro com 0,5 %C Ferro com 0,8 %C Ferro com 1,2 %C Ferrita e perlita Perlita Cementita e perlita

AUSTENITA E SEUS PRODUTOS DE REAÇÃOEfeito da %C na estrutura dos aços resfriados lentamente


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