Download - Diagrama de Fases Ferro-carbono-2011
Diagrama de fases – Fe-Fe3C
Introdução
Ligas metálicas binárias de maior importância:
Sistemas formados por Ferro e Carbono
Soluções sólidas intersticiais – Carbono impureza
Aços e ferros fundidos
Introdução
Melhor compreensão dos tratamentos térmicos e propriedades desses materiais é obtida a partir da compreensão do diagrama de equilíbrio Ferro-carbono
Classificação das ligas ferrosas em função do teor de C
Classificação das ligas ferrosas em função do teor de carbono:
• %C <0,008 - Ferro puro
• %C entre 0,008 e 2,14 – aços ( na prática raramente excede 1%)
• %C entre 2,14 e 6,7 – ferros fundidos ( na prática é inferior a 4,5%)
Análise do diagrama
Eixo vertical esquerdo - Ferro puro
Alterações na estrutura cristalina com o aquecimento
a) Temperatura ambiente - Fe (CCC) - ferro α – ferrita
b) T= 912ºC – Fe (CFC) - ferro γ - austenita
c) T= 1394ºC – Fe (CCC) – ferro δ
d) T= 1538ºC - fusão
Análise do diagrama
Ferrita ou ferro- α - Latim - ferrum- Fase macia e dútil- Solubilidade máxima de carbono é de 0,022% ( 727º C)- Estrutura CCC – interstícios são pequenos – difícil acomodação dos átomos de carbono
Análise do diagrama
Austenita ou ferro γ
Nome derivado de um metalurgista inglês – Robert Austen
Nas temperaturas em que é estável é também macia e dútil.
A solubilidade máxima de
carbono é de 2,14% ( 912ºC)
Estrutura CFC - espaçamentos interatômicos maiores mas ainda com limitações.
Análise do diagrama
Ferro – δ
Estrutura idêntica à da ferrita- alfa ( CCC ), exceto quanto à faixa de temperatura
Não tem importância tecnológica, estável somente a temperaturas elevadas – 1394ºC
Solubilidade do carbono nessa estrutura é maior que na ferrita-alfa, devido às temperaturas mais elevadas
Análise do diagrama
2- Formação da cementita
Nas ligas de ferro-carbono, o carbono que excede o limite de solubilidade deve formar uma segunda fase, mais comumente o carbeto de ferro, cementita.
Composição química – Fe3C – Isto não significa que existam moléculas de Fe3C mas sim que o reticulado cristalino contém átomos de ferro e carbono numa proporção de 3 para 1.
Estrutura ortorrômbica Comparativamente à austenita e à ferrita é
muito dura.
Análise do diagrama
Composto metaestável À Tamb – estável – permanece como um
composto Dependendo da temperatura e tempo de
aquecimento pode se decompor em ferro alfa e carbono
Diagrama de fases metaestável – não representa um verdadeiro diagrama de equilíbrio – cementita não é um composto de equilíbrio
Análise do diagrama
3- Regiões bifásicas
Ponto eutético: (4,3% C, 1148ºC)
L γ + Fe3C
líquido austenita + cementita Ponto eutetóide: ( 0,77% C, 727ºC)
γ α + Fe3Caustenita ferrita + cementita
Análise do diagrama
- Transformação eutetóide dá origem à “perlita”: Propriedades intermediárias entre as da ferrita e da
cementita
muito resistente Pouco resistente
muito dura Molemuito frágil Muito dúctil
Perlita
Constituinte lamelar
Aspecto de
madrepérola – estrutura em camadas de ferrita e
cementita
Perlita
Fatores que influenciam na posição das linhas de transformação do diagrama
Aquecimento ou resfriamento Presença de elementos de liga
Consequências:
Ocorrência de mudanças ou transformações de fases em temperaturas diferentes das previstas no diagrama
Existência à temperatura ambiente de fases fora do equilíbrio que não aparecem no diagrama
Resumo
Propriedades das ligas Fe-C – influenciadas pelas suas estruturas.
Estruturas dependem das reações que ocorrem no diagrama.
Os elementos de liga atuam diretamente nas linhas de transformação. Como???
Resumo
Nos aços: faixa austenítica – T e composição do eutetóide
Nos ferros-fundidos: capacidade grafitizante ou estabilizadora da cementita.