Boas práticas de programação com Object Calisthenics
Diagrama de ferro carbono
1. Introdução a
Ciência dos
Materiais
Diagrama Ferro-Carbono
1 Prof. André Carvalho
2. 2
DIAGRAMAS Fe-C e Fe-Fe3C
Existem dois tipos de diagramas Fe-C:
O diagrama Fe-C estável, que mostra o equilíbrio entre
o Fe e a grafita;
E o diagrama Fe-Fe3C, metaestável, que apresenta o
equilíbrio entre o ferro e a cementita (Fe3C).
Em virtude das velocidades de resfriamento vigentes no
processamento dos aços serem elevadas em relação as
condições de equilíbrio, o diagrama empregado como
ferramenta para o estudo de aços ao carbono e ferros
fundidos brancos é o diagrama Fe - Fe3C.
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DIAGRAMA DE FASE Fe-Fe3C -TRANSFORMAÇÃO ALOTRÓPICA
+l
CCC
+l
l+Fe3C
CFC
+Fe3C
+
CCC
+Fe3C
As fases , e são soluções sólidas
com Carbono intersticial
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FERRO PURO
• FERRO = FERRITA
• FERRO = AUSTENITA
• FERRO = FERRITA
• TF= 1534 C CARBONO
Nas ligas ferrosas as fases , e FORMAM
soluções sólidas com Carbono intersticial
5. 5
Fases presentes no diagrama Fe – Fe3C
Ferrita ou ferro α -
Forma estável do ferro puro à
temperatura ambiente.
Estrutura CCC.
Apenas pequenas
concentrações de carbono são
solúveis na ferrita.
(solubilidade máxima: 0,022%p
de carbono a 727 0C).
Propriedades:
Dúctil
Magnética abaixo de 768 0C
massa específica 7,88 g/cm3
6. 6
Fases presentes no diagrama Fe – Fe3C
Austenita ou fase γ do ferro
Não é estável abaixo de 727 0C.
Solubilidade máxima de
carbono: 2,14%p a 1147 0C.
Não-magnética.
Ferrita δ:
estável somente a temperaturas
elevadas – sem importância
tecnológica
Cementita (Fe3C)
Forma-se quando o limite de C
é excedido na ferrita α.
Também coexiste com a fase γ
entre 727 0C e 1147 0C.
Mecanicamente: dura e frágil
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Sistema Fe-Fe3C
• Ferro Puro= até 0,02% de Carbono
• Aço= 0,02 até 2,06% de Carbono
• Ferro Fundido= 2,1-4,5% de Carbono
• Fe3C (CEMENTITA)=
Forma-se quando o limite de
solubilidade do carbono é
ultrapassado (6,7% de C)
9. PONTOS IMPORTANTES DO
SISTEMA Fe-Fe3C (EUTÉTICO)
LIGA EUTÉTICA: corresponde à liga de
mais baixo de fusão
Líquido → fase γ(austenita) + cementita
Temperatura= 1148 C
Teor de Carbono= 4,3%
As ligas de Ferro fundido de 2,1-4,3% de C são
chamadas de ligas hipoeutéticas (comerciais).
As ligas de Ferro fundido acima de 4,3% de C são
chamadas de ligas hipereutéticas.
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PONTOS IMPORTANTES DO SISTEMA Fe-Fe3C (EUTETÓIDE)
• LIGA EUTETÓIDE corresponde à liga de mais
baixa temperatura de transformação sólida
Austenita → FASE (FERRITA) + Cementita
• Temperatura= 725 C
• Teor de Carbono= 0,8 %
• Aços com 0,02-0,8% de C são chamadas de aços hipoeutetóides
• Aços com 0,8-2,1% de C são chamadas de aços hipereutetóides
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MICROESTRUTURAS / EUTETÓIDE
Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrio
• É similar ao eutético
• Consiste de lamelas alternadas de fase (ferrita) e
Fe3C (cementita) chamada de
PERLITA
• Propriedades mecânicas da perlita
• intermediária entre ferrita (mole e dúctil) e
cementita (dura e frágil)
15. Baixo Carbono
AÇO BAIXO CARBONO < 0,3% C
Baixa Dureza e alta ductilidade;
Bons para trabalhos mecânico e soldagem;
Não são temperáveis;
Utilizados na construção de prédios, pontes, navios,
automóveis.
Estrutura é usualmente ferrítica e perlítica
Entre as suas aplicações típicas estão as chapas
automobilística, perfis estruturais e chapas utilizadas
na fabricação de tubos, construção civil, pontes
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MICROESTRUTURA DOS AÇOS BAIXO TEOR DE CARBONO
AÇO COM ~0,2%C
Perlita
Ferríta (pró eutetóide )
As quantidades de ferríta e variam conforme a % de carbono e podem
ser determinadas pela regra das alavancas
17. Médio Carbono
São aços de boa temperabilidade em água
Apresentam a melhor combinação de
tenacidade e ductilidade e resistência
mecânica e dureza
São os aços mais comuns, tendo inúmeras
aplicações em construção : rodas e equipamentos
ferroviários, engrenagens, virabrequins e outras
peças de máquinas que necessitam de elevadas resistências mecânica
e ao desgaste tenacidade
Quando temperados e revenidos atingem boa tenacidade e
resistência.
Os tratamentos térmicos são realizados com taxas de resfriamento
elevadas e com seções finas.
São utilizados em rodas, equipamentos ferroviários, e peças que
necessitam de alta resistência mecânica.
AÇO MÉDIO CARBONO 0,3-0,6% C
19. PROPRIEDADES DOS AÇOS ALTO CARBONO
Apresentam baixa conformabilidade e tenacidade
Apresentam alta dureza e elevada resistência ao desgaste
Quando temperados são frágeis
Apresentam elevada dureza e resistência após a têmpera.
São comumente utilizados em trilhos, engrenagens,
componentes sujeitos ao desgaste (martelo).
AÇO ALTO CARBONO > 0,6% C
