TRABALHO 01

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FUMEP - Fundação Municipal de Ensino dePiracicaba

EEP - Escola de Engenharia de Piracicaba

Engenharia Mecatrônica

Materiais Para Engenharia Mecatrônica

Ensaio Pela Analise de Centelhas

Antônio Fernando Godoy

JEOVÁ JESUS DE SANTANA RA 268 101 141

Piracicaba 08 de março de 2012

http://brasil.fumep.edu.br/~600817





Sumário pg

I. Introdução Objetivos ................................................................................................................................3

II. Revisão Teórica .........................................................................................................................................3

2.1. Os Ferros Fundidos................................................................................................................................3

A) Ferro Fundido Cinzento..........................................................................................................................4

B) Ferro Fundido Branco ............................................................................................................................4

C) Ferro Fundido Nodular (dúctil) ................................................................................................................5

D) Ferro Fundido Maleável..........................................................................................................................6

III. Materiais e Métodos ..............................................................................................................................7

3.1 Lista de materiais:.............................................................................................................................7

3.2 Procedimentos ......................................................................................................................................7

V. Conclusão ................................................................................................................................................ 10

VI Fontes de pesquisa .................................................................................................................................. 10

VII Questões ................................................................................................................................................... 11

a) Qual a importancia deste tipo de verificação do teor de carbono da liga ferro-carbono? Quando

deverá ser utilizada? ...................................................................................................................................... 11

b) Qual a influencia do carbono nas propriedades mecânicas dos aços carbono? ................................... 11

c) Explique as diferenças em termos de teor de carbono e microestrutura dos aços hipoeutetoide,

eutetoide e hipereutetoide. .......................................................................................................................... 12

d) O que é uma liga binária não eutética e eutética .................................................................................. 14

e) Qual a estrutura cristalina de um aço 1040 a temperatura de 950°C, 820°C e 700°C. ......................... 15

Índice de Figuras

Figura 1 Quadro comparativos de microestruturas de ferros fundidos .....................................................3

Figura 2 Microestrutura de um ferro fundido cinzento .................................................................................4Figura 3 Fotomicrografia ferro fundido branco ..............................................................................................5

Figura 4 Micrografia ferro fundido nodular.....................................................................................................6Figura 5 Microestrutura de um ferro fundido maleável ................................................................................6

Figura 6 Ensaio realizado para o Aço 1020 Figura 7 Ensaio realizado para o aço 1045 ............9

Figura 8 Ensaio realizado para o aço 1080 Figura 9 Ensaio realizado paro o aço inox .............9

Figura 10 Ensaio realizado para o ferro fundido Figura 11 Ensaio realizado para o latão..................9

Índice de Tabelas

Tabela 1 Tabela de amostragem de experimentos realizados...................................................................8



I. Introdução Objetivos

Influencia do carbono na composição da liga metálica :Ferros Fundidos

II. Revisão Teórica

2.1. Os Ferros Fundidos

Um dos melhores exemplos de modificações produzidas por tratamentos térmicos namicroestrutura das ligas metálicas são os ferros fundidos. De maneira genérica os ferros fundidossão definidos como uma classe de ligas ferrosas Fe-Si-C com teores de carbono acima de 2,11%p.

O silício é proveniente, em geral, da própria matéria-prima e fica retido no ferro durante o processo.Classificam-se os ferros fundidos comerciais como aqueles materiais com teores de carbono nointervalo (3,0-4,5)%p de carbono (C) e com outros elementos de liga presentes. O diagrama defases Fe-Fe3C, apresentado na Figura 01 , mostra que as ligas dentro dessa faixa de composições

apresentam ponto de fusão relativamente baixo ( 1200°C).A cementita é um composto

metaestável que, sob certas circunstâncias especiais, se decompõe em ferrita e grafita:

No diagrama de equilíbrio da Figura 01 para o ferro e o carbono, a abscissa se estende até100%p C. O diagrama de fases Fe-Fe3C, e o diagrama de equilíbrio completo para o ferro e ocarbono Figura 01, são virtualmente idênticos no lado rico em ferro.

A formação da grafita nos ferros fundidos é regulada pela composição e pela taxa deresfriamento. Concentrações de silício (Si) maiores que, aproximadamente, 1%p promovem a

grafitização (formação da grafita). Taxas de resfriamento muito baixas durante a solidificaçãotambém favorecem a formação da grafita. Se a grafita é a única fase rica em carbono que se forma,

as fases obtidas são as descritas pelas linhas tracejadas no diagrama Fe-C da Figura 01. Estacompara esquematicamente as várias microestruturas do ferro fundido obtidas pela variação dacomposição e do tratamento térmico. Por outro lado, poderá ocorrer a formação de Fe3C se a ligafor resfriada mais rapidamente. Se as velocidades de resfriamento forem tais que a grafita se forma

apenas em temperaturas mais altas, o diagrama de equilíbrio para o ferro e o carbono e o diagrama

de fases Fe-Fe3C devem ser usados em conjunto para explicar as estruturas resultantes.Os tipos mais comuns de ferros fundidos são cinzento, nodular,branco e maleável.

Figura 1 Quadro comparativos de microestruturas de ferros fundidos



A) Ferro Fundido Cinzento

Para os ferros fundidos cinzentos os teores de carbono variam entre 2,5 e 4,0%p, e osteores de silício variam entre 1,0 e 3,0%p. Um ferro fundido com um alto teor de silício ( 2%p Si)sofre grafitização tão imediatamente que a cementita (Fe3C) nunca se forma. Durante asolidificação surgem lamelas ou flocos de grafita no metal.

Para a maioria dos ferros fundidos, a grafita existe na forma de flocos, que são normalmente

circundados por uma matriz de ferrita ou de perlita. Durante a fratura, a trinca se propaga de uma

lamela para outra, devido a pouca resistência da grafita; o nome ferro fundido cinzento advém daaparência acinzentada da superfície de fratura.

Na temperatura eutetóide, a austenita se transformará em perlita e a estrutura resultante,com veios de grafita em uma matriz perlítica, será denominada ferro fundido cinzento perlítico. Se a

velocidade de resfriamento for extremamente lenta ao passar pela temperatura eutetóide, a

austenita se transformará em grafita e ferrita, e a estrutura, com veios de grafita em uma matrizferrítica, será denominada ferro fundido cinzento ferrítico. No entanto, usualmente prevalecem asvelocidades de resfriamento intermediárias, das quais resultam as microestruturas híbridas. Umexemplo disso ocorre nos ferros fundidos cinzentos, resfriados a uma velocidade entre “moderada”e “baixa”. A perlita se decompõe apenas parcialmente e a estrutura resultante é uma matriz

perlítica, com veios de grafita envolvidos por ferrita. Essa microestrutura está mostrada

esquematicamente na Figura 02.

O ferro fundido cinzento é comparativamente fraco e frágil, com ductilidade quasedesprezível, quando submetido à tração, pois as extremidades das lamelas ou flocos de grafita sãoafiadas e pontiagudas, e podem servir como pontos de concentração de tensões quando umatensão de tração externa é aplicada. Mas os ferros cinzentos são eficientes no amortecimento de

energia vibracional, sendo indicados para aplicações expostas a vibrações, tais como as estruturas

de base para máquinas e equipamentos pesados.

Figura 2 Microestrutura de um ferro fundido cinzento

B) Ferro Fundido Branco

Quando resfriados rapidamente, os ferros fundidos com baixo teor de silício (< 1,0%p Si)apresentam a maioria do carbono (C) na forma de cementita (Fe3C) em lugar de grafita. O

resfriamento de um ferro fundido até uma temperatura logo acima da eutética provoca a formação

de dendritas de austenita primária (fase proeutética). Se a liga é resfriada rapidamente, ao cruzar atemperatura eutética o líquido restante se solidificará, formando uma microestrutura composta deaustenita numa matriz de cementita(Fe3C). À medida que o resfriamento continua, a austenita



primária e a austenita eutética rejeitam carbono, sob a forma de mais cementita. À temperatura

eutetóide , a austenita terá composição eutetóide e se transformará em perlita (ferrita+cementita).Essa liga, cuja microestrutura pode apresentar dendritas de perlita numa matriz de cementita, édenominada ferro fundido branco. A superfície fraturada dessa liga é de coloração esbranquiçada.Daí o nome ferro branco. A Figura 03 apresenta uma fotomicrografia ótica de um ferro fundidobranco. Segundo alguns autores, a quantidade de cementita presente no ferro fundido branco é de

aproximadamente 30% em volume do produto. Assim, o ferro fundido branco é extremamente duro,

com fratura frágil e resistente à abrasão.

Figura 3 Fotomicrografia ferro fundido branco

C) Ferro Fundido Nodular (dúctil)

A adição de uma pequena quantidade de magnésio(Mg) e/ou cério(Ce), antes da fundição,

aos ferros fundidos facilmente grafitizados, pode produzir uma nova microestrutura, juntamente

com um conjunto de propriedades mecânicas diferentes.Estes elementos são adicionados para diminuir o teor de enxofre e diz-se que a liga foi

dessulfurada. Nódulos ou esferóides, em lugar de veios, de grafita, são nucleados pela adição deCe ou Mg ao ferro fundido e esses afetam de forma positiva a ductilidade do ferro fundido. Àmedida que a liga se resfria, os nódulos crescem pela adição do carbono rejeitado pela austenita. Aliga resultante é denominada ferro nodular ou ferro dúctil. Dependendo da velocidade de

resfriamento, a matriz que circunda as partículas ou nódulos pode consistir de perlita ou de ferrita.O ferro fundido nodular pode ser tratado para ser ferrítico, perlítico ou para conter martensitarevenida e possui características mecânicas que se aproximam daquelas do aço.

O ferro fundido nodular pode ser utilizado em aplicações de alto desempenho comoautopeças, onde a ocorrência de falhas por fragilidade pode originar graves desastres envolvendo

vidas humanas. A Figura 04 apresenta uma fotomicrografia ótica de um ferro fundido nodular.



Figura 4 Micrografia ferro fundido nodular

D) Ferro Fundido Maleável

Ao aquecimento do ferro fundido branco até temperaturas no intervalo de (800-900)°C , por

um tempo prolongado e em uma atmosfera neutra, correspondendo à zona II do diagrama ferro-carbono completo da Figura 01, a matriz de cementita se decomporá lentamente e formarámanchas irregulares de grafita em uma matriz austenítica.

Quando a decomposição é completa e, após o resfriamento da liga até a temperatura

ambiente, a estrutura será constituída de aglomerados (rosetas ou manchas) de grafita em umamatriz de ferrita ( ), quando o resfriamento através da temperatura eutetóide for lento; oumicroestrutura de aglomerados em uma matriz de perlita, quando a velocidade de resfriamento foralta.

Essas ligas, denominadas, respectivamente, de ferros fundidos maleáveis ferríticos(resfriamento lento) e de ferros fundidos maleáveis perlíticos (resfriamento rápido), possuem maior

ductilidade e tenacidade que os ferros fundidos brancos ou cinzentos. A microestrutura é

semelhante à do ferro nodular. A Figura 05 mostra uma representação de uma microestrutura deum ferro fundido maleável perlítico.

Figura 5 Microestrutura de um ferro fundido maleável



III. Materiais e Métodos

3.1 Lista de materiais:

Óculos de proteção;

Esmeril de Bancada;

Amostra aço 1020;

Amostra aço 1045;

Amostra aço 1080;

Amostra aço inox;

Amostra Ferro Fundido;

Amostra Latão;

3.2 Procedimentos:

Colocado o óculos de proteção, ligado o esmeril, logo depois de pressionadoa amostra de metal contra o rebolo e analisado o tipo e a quantidades defagulhas,observando-as à uma distância de mais ou menos 300mm do rebolo.

Repetimos esta etapa para todos os tipos de materiais observando aquantidade de “estrelinhas” no final das fagulhas.

Preenchemos a tabela 01 anotando as características das fagulhas“estrelinhas” e comparando os materiais quanto ao centelhamento.



IV. Análise e Discussão dos Resultados

Tabela 1 Tabela de amostragem de experimentos realizados

MATERIAL COMPORTAMENTO DAS FAGULHAS

AÇO 1020

Para o aço 1020 o comportamento do mesmo ao ser esmerilhadoforam longas faíscas onde as estrelinhas apareciam no final empoucas quantidades devido a quantidade carbono presente nomaterial ensaiado que tem em sua composição 0,20% de carbono. Afigura06 ilustra o resultado do ensaio.

AÇO 1045

Para o aço 1045 o comportamento do mesmo ao ser esmerilhado jánotamos que a quantidade de carbono(%) começou a aumentar poisas faíscas quando o material foi esmerilhado ficou mais curta e asestrelinha começaram a aparecer mais próximo do rebolo do esmerilonde o material era desbastado. Afigura 07 ilustra o ensaio e mostra

as fagulhas mais curtas que a do aço 1020.

AÇO 1080

Para o aço 1080 o comportamento do mesmo ao ser esmerilhado jánotamos que a quantidade de carbono(%) presente no materialaumentou mais ainda pois a fagulha emitida pelo rebolo do esmeril ematrito com o material de ensaio diminuiu mais ainda em relação ao aço1020 1045 as estrelinhas de aço 1080 ficam bem mais próxima emrelação a outros materiais.A figura 08 ilustra o ensaio onde obtivemosos resultados mencionado acima.

AÇO INOXPara o aço inox já notamos um comportamento bem diferente ao seresmerilhado durante o ensaio onde apenas algumas fagulhasapareciam aleatoriamente nos provando que a quantidade de carbonopresente no aço inox e muito pequena.A figura 09 ilustra o ensaio.

FERRO FUNDIDO

Para o Ferro Fundido notamos um centelhamento das fagulhas bempróximas ao rebolo do esmeril, as estrelinhas apareciam quase queinstantaneamente durante o ensaio e com uma coloração avermelhadaonde podemos analisar que o material é rico em carbono. A figura 10ilustra o ensaio

LATÃO

Para o latão quanto atritado no rebolo de esmeril não houve reaçãonenhuma apenas houve desgaste do material devido ao atrito com orebolo do esmeril, tal reação não ocorreu neste material como ocorreunos demais material ensaiado devido a composição do latão nãoconter carbono o latão e formado por Zn+Cu.A figura 11 ilustra oensaio realizado no latão.



Figura 6 Ensaio realizado para o Aço 1020 Figura 7 Ensaio realizado para o aço 1045

Figura 8 Ensaio realizado para o aço 1080 Figura 9 Ensaio realizado paro o aço inox

Figura 10 Ensaio realizado para o ferro fundido Figura 11 Ensaio realizado para o latão



V. ConclusãoA partir dos resultados encontrados e anotados na tabela 01 durante o experimento e segundo

as pesquisas realizadas, notamos efeito do carbono presentes nos aços 1020, 1045 e1080.Também podemos notar fortemente a presença do carbono no ferro fundido, bem comonotamos que para o aço inox em sua composição há pouquíssimo carbono, já para o latão não se

nota presença de carbono pois o mesmo é um material não ferroso.

Segundo pesquisas encontramos que para os aços comum da família 10XX que é formadoapenas de ligações de ferro-carbono tal como o aço 1020 tem 0.20% , o aço 1045 tem 0,45% decarbono e o 1080 tem 0,,80% de carbono o que com que as fagulhas (estrelinhas) apareçam cadavez mais próxima do rebolo do esmeril onde o material e atritado. E também nota-se que quantomaior o teor de carbono, menor a ductilidade.E de forma contrária comporta-se a dureza dosmesmos. Quanto maior o teor de carbono, maior a dureza.

O latão apresentou ser mais mole, pois o mesmo se desgastou fácil devido ao latão serconstituído por Cu+Zn.

Aço inoxidável tem as seguintes características é uma liga ferrosa composta basicamente porferro, cromo, níquel e molibdênio, observando a composição química do aço inox notamos que aquantidade de carbono do mesmo e muito baixa devido a isso não houve tantas fagulhas“estrelinhas” durante o ensaio.

O Ferro Fundido tem uma quantidade bem elevada de carbono estes materiais tem aumentadoseu emprego, uma vez que apresentam propriedades mecânicas adequadas. A substituição,quando possível, do aço pelo ferro fundido é do ponto de vista econômico relevante para aindústria. O ponto de fusão ou solidificação do ferro fundido é inferior ao do aço. O ferro fundido éuma liga de ferro em mistura eutética com elementos à base de carbono e silício. Forma uma liga

metálica de ferro, carbono (entre 2,11 e 6,67%), silício (entre 1 e 3%), podendo conter outroselementos químicos. Sua diferença para o aço é que este também é uma liga metálica formadaessencialmente por ferro e carbono, mas com percentagens entre 0,008 e 2,11%.

VI Fontes de pesquisa

http://www.cienciadosmateriais.org/index.php?acao=exibir&cap=13&top=277

www.gerdau.com.br/arquivos-tecnicos/12.brasil http://www.infomet.com.br/acos-e-ligas-conteudo-ssunto=36&cod_conteudo=6

COLPAERT, H. – Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns, 3a edição, Cp 5, 1974.

HUNNICUTT, H.A. – Fundição – ABM – 12a edição, 1981.

CHIAVERINE, V. – Aços de Ferros Fundidos, 7a edição, 1996

http://www.metalica.com.br/o-que-e-aco-carbono

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro

http://pt.wikipedia.org/wiki/Mistura_eut%C3%A9tica

http://pt.wikipedia.org/wiki/Carbono

http://pt.wikipedia.org/wiki/Sil%C3%ADcio

http://pt.wikipedia.org/wiki/Liga_met%C3%A1lica




http://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o

http://www.gerdau.com.br/arquivos-tecnicos/12.brasil


http://www.infomet.com.br/acos-e-ligas-conteudo-ssunto=36&cod_conteudo=6



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http://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o







http://pt.wikipedia.org/wiki/Mistura_eut%C3%A9tica

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro



VII Questões

a) Qual a importância deste tipo de verificação do teor de carbono da liga

ferro-carbono? Quando deverá ser utilizada?

A importância deste tipo de verificação é utilizado para fazer a classificação do teor de carbonode um aço, em função da forma das centelhas que o material emite ao ser desbastado numesmeril, quando se desbasta no esmeril uma peça de liga ferro-carbono (aço-carbono), nota-se queas partículas que se desprendem do material, inflamam-se, produzindo faíscas ou centelhas,formando, ramificações, se explodindo no final de seu trajeto, formando “estrelinhas”. Para os aços

extra-doces, as centelhas apresentam-se apenas como traços luminosos, sem formação deestrelinha, mas a medida que o teor de carbono se eleva, as estrelinhas aparecem em numerocada vez maior e com ramificações mais numerosas; formando-se com maior rapidez e maispróximas do ponto de atrito como o aço 1080. Esta constatação permite avaliar aproximadamente o

teor de carbono de um aço comum, comparando suas centelhas com a de outros aços de teorconhecido. E isto sem erro muito grande, porque praticamente o aspecto das centelhas não éinfluenciado pelos tratamentos que o aço tenha sofrido. Quer dizer, um aço dá sempre o mesmotipo de faíscas quer esteja cozido, temperado, revenido, superaquecido, encruado, forjado, etc.Para os ferros fundidos não se pode aplicar este processo porque o seu esmerilhamento, em geral,não produz faíscas e quando produzem, como no caso de ferro fundidos branco ou maleável, nãosão concludentes.

Para materiais não ferrosos como o latão o bronze etc., não formam fagulhas é desprendidoapenas um pó que é por sua vez o processo de desbaste do material. O aço inox também se notaque o mesmo desprende poucas fagulhas provando que o aço inox tem baixo teor de carbono

Este método permite fazer verificações sem aparelhos de analises ou ensaios emlaboratórios. A forma das fagulhas emitidas do esmeril, prestam informações importantes sobreexperimento, e às vezes, são os únicos economicamente viáveis em certos setores da indústria,por serem expedidos e realizáveis sem aparelhamento especial. Onde estas verificações dessanatureza sejam suficientes. Indicações mais técnicas, mais completas, são porém, fornecidas pelosensaios de laboratórios, feitos com auxílio de máquinas, instrumentos e métodos adequados acada caso.

b) Qual a influencia do carbono nas propriedades mecânicas dos aços

carbono?

O Carbono é o principal elemento endurecedor em relação ao ferro. Outros elementos,como o manganês, o silício e o fósforo, participam igualmente do ajuste do nível de resistência doaço. A quantidade de Carbono define sua classificação: o baixo carbono possui no máximo 0,30%do elemento; o médio carbono apresenta de 0,30 a 0,60% e o alto carbono possui de 0,60 a 1,00%.Baixo carbono: possui baixa resistência e dureza e alta tenacidade e ductilidade. É usinável esoldável, além de apresentar baixo custo de produção.Médio carbono: possui maior resistência e dureza e menor tenacidade e ductilidade do que o baixocarbono. Apresentam quantidade de carbono suficiente para receber tratamento térmico detêmpera e revenimento, embora o tratamento, para ser efetivo, exija taxas de resfriamentoelevadas e em seções finas.

Alto carbono: é o de maior resistência e dureza. Porém, apresentam menor ductilidade entre osaços carbono. Geralmente, são utilizados temperados ou revenidos, possuindo propriedades demanutenção de um bom fio de corte.




















































c) Explique as diferenças em termos de teor de carbono e microestrutura dos

aços hipoeutetoide, eutetoide e hipereutetoide.

Reação Eutetóide

Pode também ser observado no diagrama de fases Fe-Fe3C a existência de um ponto invarianteeutético. Por essa reação eutética, um líquido de composição eutética (4,3%p de carbono (C)) sesolidifica sob-resfriamento lento quando cruza a temperatura de 1147°C, para formar as fases

austenita e cementita. O resfriamento subsequente promoverá as transformações de fase

adicionais. A reação eutética é:

A Equação acima mostra que a reação eutética ocorre no resfriamento e no aquecimento.

Também pode ser observado no diagrama de fases Fe-Fe3C a existência de um ponto invarianteeutetóide. Para essa reação eutetóide, uma austenita de composição eutetóide (0,76%p C) setransforma em ferrita e cementita imediatamente abaixo da temperatura eutetóide de 727°C. Devefrisar que isto ocorre somente quando se empregam taxas de resfriamento extremamente lentas. O

nome eutetóide é uma analogia com a reação eutética e não é uma reação eutética verdadeira. Areação eutetóide é:

Das três transformações invariantes (peritética, eutética e eutetóide), mostradas nodiagrama de fases Fe-Fe3C, a única que ocorre completamente no estado sólido é a eutetóide.Como a difusão no estado sólido é relativamente lenta, esta transformação pode ser

completamente inibida por uma têmpera do aço que comece numa temperatura superior a 727°C.

Na reação eutetóide que ocorre mediante resfriamento lento a fase sólida (estrutura CFC, se

transforma em ferrita (CCC, e em cementita (ortorrômbica). Há quase 12% de cementita e poucomais de 88% de ferrita na mistura resultante da decomposição. A temperatura é suficientementebaixa para que a formação da grafita seja considerada desprezível.

A microestrutura desse aço eutetóide consiste em camadas alternadas ou lamelas das duasfases ( e Fe3C), que se formam simultaneamente durante a transformação, e a razão entre as

espessuras das camadas de ferrita e de cementita é de aproximadamente de 8 para 1.Essamicroestrutura é conhecida por perlita, pois, quando vista ao microscópio, sob pequenasampliações, ela possui uma aparência de pérola. Como a perlita provém da austenita decomposição eutetóide, a quantidade de perlita presente é igual à da austenita eutetóidetransformada. A Figura 12 apresenta uma representação esquemática do desenvolvimento dasmicroestruturas, durante a solidificação em condições de equilíbrio, para uma liga ferro-carbono de

composição eutetóide, acima e abaixo da temperatura eutetóide. A segunda parte da Figura 12 é

uma foto micrografia de um aço de composição eutetóide mostrando uma microestrutura perlítica,que consiste em camadas alternadas de ferrita (fase clara) e Fe3C camadas finas e escuras).


















































Figura 12 microestrutura - eutetóide

Liga Hipoeutetóide

Uma liga Fe-Fe3C com composição à esquerda do ponto eutetóide (que contenha entre 0,02e 0,76%p de C) é conhecida como liga hipoeutetóide. Aço hipoeutetóide é aquele que possui

menos carbono que o previsto na composição eutetóide. O resfriamento de uma liga hipoeutetóide

- em condições de equilíbrio, com resfriamento lento até uma temperatura abaixo da eutetóide,produzirá uma microestrutura em que a ferrita estará presente tanto na perlita quanto como umafase que se formou enquanto se resfriava ao longo da região das fases ( ). A ferrita nucleia-se

no contorno de grão da austenita (ferro ). Denomina-se ferrita eutetóide a ferrita presente naperlita, e ferrita proeutetóide a ferrita que se formou acima da temperatura eutetóide. A Figura 13

mostra uma representação esquemática do desenvolvimento das microestruturas, durante a

solidificação em condições de equilíbrio, para uma liga ferro-carbeto de ferro de composiçãohipoeutetóide . A segunda parte da Figura 13 é uma fotomicrografia de um aço com 0,38%p de C(hipoeutetóide), que possui uma microestrutura composta por perlita e ferrita proeutetóide.

Figura 13 Evolução das microestruturas da liga ferro-carbonoLiga Hipereutetóide
























Uma liga Fe-Fe3C (ferro-carbeto de ferro) com composição à direita do ponto eutetóide (que

contenha entre 0,76 e 2,14%p de C) é conhecida como liga hipereutetóide. Aço hipereutetóide éaquele que contém mais carbono do que a composição eutetóide. O resfriamento de uma ligahipereutetóide em condições de equilíbrio (resfriamento muito lento) até uma temperatura abaixoda eutetóide, produzirá uma microestrutura composta de ferrita e cementita. A cementita estarápresente tanto na perlita quanto como numa fase que se formou enquanto se resfriava ao longo da

região das fases( ɤ + cementita). Denomina-se cementita eutetóide a cementita presente na perlita

e cementita proeutetóide a cementita que se formou em temperaturas superiores ao pontoeutetóide. A Figura 14 apresenta uma representação esquemática do desenvolvimento dasmicroestruturas, durante a solidificação em condições de equilíbrio, para uma liga ferro-carbeto deferro de composição hipereutetóide . A segunda parte da Figura 14 é uma fotomicrografia de umaço com 1,0%p C, que possui uma microestrutura composta por uma cementita proeutetóide

(clara), que envolve as colônias de perlita.

Figura 14 Composição hipereutetóide

d) O que é uma liga binária não eutética e eutética? Nesta linha explique o que é um açoeutetoide?

Uma liga binária não eutetica a solidificação não ocorre a temperatura constante tf, a curvaapresenta um intervalo de temperatura (ti – tf), é resultado da mistura de dois metais que formamuma solução sólida. Tal como o Cobre + Zinco = Latão Solução Sólida Líquido de A + B = C

Uma liga eutética é uma liga, que apresenta uma única fase líquida no ponto a; quando éresfriada até o ponto b, a composição do primeiro sólido a se formar é dada pela outra fronteira daregião de duas fases, ponto. Resfriando-se até o ponto C Considere a liga Co , que apresenta umaúnica fase líquida no ponto a; quando é resfriada até o ponto b, a composição do primeiro sólido ase formar é dada pela outra fronteira da região de duas fases, ponto C 1. Resfriando-se até o

ponto C, tem-se, em equilíbrio, uma fase sólida de composição C e um líquido de composição Cl .

Como no caso do diagrama de solução sólida, as quantidades relativas das duas fases emequilíbrio podem ser calculadas pela regra da alavanca. Continuando o resfriamento do materialabaixo do ponto c, mais sólido se forma e a composição do líquido varia segundo a linha liquidusaté o ponto e, que é chamado ponto eutético. Com uma retirada adicional de calor do sistema, o










































líquido eutético de composição Ce se solidifica isotermicamente, na temperatura eutética Te. Estatransformação de fase é denominada reação eutética. É um ponto invariante do sistema; como astrês fases estão em equilíbrio durante a solidificação do líquido eutético, não há nenhum grau deliberdade. A temperatura, a composição da fase líquida e as composições de ambas as fasessólidas são fixas.

Mistura de A + B Líquido = sólido 1 + sólido 2

Ferro + 4,5% C (líquido) = Austenita + Cementita

Aço que tem um teor de carbono de 0,77%.Esta é uma composição particular encontrada no

diagrama ferro-carbono em que existe a transformação de austenita para ferrita e cementita. A estareação é dado o nome de reação eutetóide que é uma reação em que temos a transformação deuma fase sólida (austenita) em duas fases sólidas (ferrita e cementita).A reação eutetóide é umareação que se processa lentamente, pois é um processo em que temos que ter migração dosátomos de carbono para que as novas fases sejam formadas.

e) Qual a estrutura cristalina de um aço 1040 a temperatura de 950°C, 820°C e 700°C.

O ferro apresenta os arranjos CCC,denominada ferrita alfa (α) e CFC na faixa detemperaturas que vai da temperatura ambiente até a temperatura de fusão do mesmo (1.539°C). Oferro α existe de -273 a 912°C e tem estrutura cristalina CCC. Entre 768 e 9120C, o ferro α deixade ser magnético e, algumas vezes, é chamado de ferro β. O ferro ɤ existe de 912 a 1.394°C e temestrutura CFC. O ferro δ existe de 1.394 a 1.539°C, apresentando, novamente, estrutura CCC. Adiferença entre as estruturas CCC do ferro α e do ferro δ reside no valor do parâmetro de rede dosdois casos. Na faixa de temperaturas mais baixa, o parâmetro de rede é menor.
































Figura 156 Variações alotrópicas do Ferro puro.

Acima de 1539°C a estrutura cristalina CCC da ferrita δ torna-se amorfa, sem ordenaçãocristalina, caracterizando o estado líquido. O ferro líquido (L) é estável até a temperatura de2880°C, temperatura na qual este passa para fase vapor.

Ao ser resfriado a partir do estado líquido as transformações alotrópicas ocorrem,evidentemente, no sentido contrário. Como as propriedades dos materiais dependem da suaestrutura, a alteração da estrutura cristalina do ferro provoca, também, alterações nas suaspropriedades.












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TRABALHO 01