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7/24/2019 Diag Equil FeC MCM EME106 2sem2014
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Diagramas de Equilbrio Fe-C
Profa. Solange de Souza
Diamantina, 2014
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Introduo
Por que estudar o diagrama de equilbrioferro-carbono (Fe-C)?
Uma das razes pelas quais o conhecimento e acompreenso do diagrama de equilbrio Fe-C importante para o engenheiro est relacionada:
ao projeto e ao controle dos procedimentos
utilizados em tratamentos trmicos. Algumas propriedades dos materiais so funes
das suas microestruturas e, consequentemente,dos seus histricos trmicos.
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Introduo
De todos os SISTEMAS DE LIGAS BINRIAS, possivelmente, ...
... o sistema Fe-C o mais importante.
Tanto os AOS quanto os FERROS FUNDIDOS, que so osprincipais materiais estruturais de toda e qualquer culturatecnologicamente avanada, ...
... consistem essencialmente em ligas Fe-C.
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Introduo
O diagrama de equilbrio ferro-carbono (Fe-C)
O diagrama de equilbrio ferro-carbeto de ferro (Fe-Fe3C)
O desenvolvimento das microestruturas emligas ferro-carbono (Fe-C)
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O diagrama de equilbrio Fe-C
6,70 5/30
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6,70
Esto contidos os materiais metlicos mais importantes em toda e qualquer culturatecnologicamente avanada > AOS e FERROS FUNDIDOS
O diagrama de equilbrio Fe-C
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O diagrama de equilbrio Fe-Fe3C
Aos Ferros fundidos
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Aos Ferros fundidos
FERRO (puro)0 a 0,008 %p C
AOS0,008 a 2,14 %p C
FERROS FUNDIDOS
2,14 a 6,70 %p C
O diagrama de equilbrio Fe-Fe3C
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Aos Ferros fundidos
O diagrama de equilbrio Fe-Fe3C
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Aos
Ferrita(Fe- ou Ferrita)
Fe (puro)0 a 0,008 % p C
Temperatura ambienteTransforma
espolimrficasdoFepur
o
CCC
Magntica (abaixo de 768C)
O diagrama de equilbrio Fe-Fe3C
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Aos
Ferrita (Fe-ou Ferrita)
Fe (puro)0 a 0,008 % p C
Temperatura ambiente
Austenita(Fe-)
Transforma
espolimrficasdoFepur
o
CCC
CFC
O diagrama de equilbrio Fe-Fe3C
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Aos
Ferrita (Fe-ou Ferrita)
Fe (puro)0 a 0,008 % p C
Temperatura ambiente
Ferrita(Fe- )
Austenita(Fe-)
Fe (estado lquido)
Transforma
espolimrficasdoFepur
o
CCC
CCC
CFC
O diagrama de equilbrio Fe-Fe3C
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O diagrama de equilbrio Fe-Fe3C
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Carbeto de ferro, ou cementita (Fe3C)
Dura e frgil
Estrutura cristalina ortorrmbica
Composto intermetlico metaestvel
Velocidade de decomposio
em Fe-e C (grafita) > muito lenta
Diagrama Fe-Fe3C fora do equilbrio
Si acelera a decomposio da Fe3C
para formar grafita
O diagrama de equilbrio Fe-Fe3C
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(0,022 %p C)
(2,14 %p C)
Solubilidade mx.
(0,09 %p C)
O diagrama de equilbrio Fe-Fe3C
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(0,022 %p C)
(2,14 %p C)
Solubilidade mx.
(0,09 %p C)
O diagrama de equilbrio Fe-Fe3C
tomo de carbono:muito pequeno para formar uma soluo slida substitucional
muito grande para formar uma intersticial extensa 16/30
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Ponto Eutetide
Ponto Euttico
O diagrama de equilbrio Fe-Fe3C
Ponto Perittico
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Ponto Euttico
Ponto Euttico
L + Fe3CResfriamento
Aquecimento
O diagrama de equilbrio Fe-Fe3C
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O diagrama de equilbrio Fe-Fe3C
Ponto Perittico Ponto Perittico
+ L Resfriamento
Aquecimento
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Ponto Eutetide
(0,76 %p C) (0,022 %p C) + Fe3C (6,70 %p C)Resfriamento
Aquecimento
O diagrama de equilbrio Fe-Fe3C
Ponto Perittico
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O desenvolvimento das microestruturas emligas Fe-C
As vrias microestruturas em LIGAS DE AO
As relaes destas microestruturas com o diagrama defases Fe-Fe3C
Essas microestruturas dependem tanto do teor decarbono quanto do tratamento trmico
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O desenvolvimento das microestruturas emligas Fe-C
(0,76 %p C)
(0,022 %p C) + Fe3C (6,70 %p C)
Perlita
Resfriamento
Ao Eutetide
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O desenvolvimento das microestruturas emligas Fe-CAo Eutetide
Perlita(0,022 %p C) + Fe3C (6,70 %p C)
lamelas + espessas
claras
lamelas + finas
escuras
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O desenvolvimento das microestruturas emligas Fe-C
Ferrita Cementita
mole, dctil e tenaz
Aumenta a tenacidade do ao (mais
energia para causar fratura)
Abaixa a resistncia trao
dura e frgil
Abaixa a tenacidade do ao (menor
energia para causar fratura)
Aumenta a resistncia trao
Perlita
um microconstituinte, no uma fase!
composta por lamelas (camadas)alternadas de ferrita e cementita
Nome perlita devido sua aparncia de madreprola quando vista sob
um microscpio a baixas ampliaes 24/30
d l d
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O desenvolvimento das microestruturas emligas Fe-CAo Hipoeutetide
Perlita ( eutetide+ Fe3C)
proeutetide
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d l i d i
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O desenvolvimento das microestruturas emligas Fe-CAo Hipereutetide
Perlita ( + Fe3Ceutetide)
Fe3C proeutetide
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O d l i d i
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O desenvolvimento das microestruturas emligas Fe-C
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Microestrutura de um ao laminado (Fe 1%p C) atacado com o reagente Beraha, que colore
a cementita. A seta indica a cementita proeutetide que se precipitou no contorno de gro daaustenita ,antes da reao eutetide (10 m).
O d l i d i
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O desenvolvimento das microestruturas emligas Fe-C
Recozimentopleno
Recozimento para alvio de tenses:
Abaixo da linha A1 nenhuma transformao ocorre (500oC a 650C)
Linha A1
Linha A3Linha Acm
+ Fe3C (a 727C)
(para aos hipoeutetides) (para o Fe puro ocorre a 912C)Fe3C (para aos hipereutetides)
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O d l i d i
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O desenvolvimento das microestruturas emligas Fe-C
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Problema-exemplo
Determinao das quantidades relativas dos microconstituintes
ferrita, cementita e perlita.
Para uma liga com composio de 99,65%p Fe-0,35%p C a uma
temperatura imediatamente abaixo da eutetide, determinar o seguinte:
(a) As fraes das fases ferrita total e cementita.
(b) As fraes de ferrita proeutetide e perlita.
(c) A frao de ferrita eutetide.
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