aula 4 diagrama de equilbrio ferro carbono

5/13/2018 Aula 4 Diagrama de Equilbrio Ferro Carbono - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/aula-4-diagrama-de-equilbrio-ferro-carbono 1/17

Tecnologia dosMateriais

E E

IVIV DIAGRAMADEDIAGRAMADE

1

U N I D A D

U N I D A D

EQUILÍBRIO

FERRO-CARBONO

EQUILÍBRIO

FERRO-CARBONO



CONTEÚDO DESTA UNIDADE• Introdução.

•

Definições: – Aços Carbono.

– Aços Liga.

– Ferro Fundido

Tecnologia dos Materiais

Diagrama de Equilíbrio Ferro-Carbono

2

•

Diagrama de Equilíbrio Fe-C: – Reações na Faixa de Composição dos Aços.

– Reações na Faixa de Composição dos Ferros Fundidos.

• Fatores que Influenciam na Posição das Linhas de Transformação do Diagrama de

Equilíbrio Fe-C.



INTRODUÇÃO• Sistema de liga binário mais importante, sendo os

materiais mais utilizados pelo homem.• O diagrama de equilíbrio Fe-C permite uma melhor

compreensão desses materiais e dos tratamentostérmicos a que são submetidos normalmente.



3

•

Os diagramas de equilíbrio mostram as estruturas quese formam sob condições de resfriamento LENTO.• Os diagramas de fases não indicam o tempo necessário

para que uma transformação ocorra• As taxas de resfriamento encontradas na prática

provocam o SURGIMENTO DE ESTRUTURASADICIONAIS, não previstas nestes diagramas.



O DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FERRO-

CARBONO

• Representa ligas com teor de carbono de até 6,7%p.

• FASES SÓLIDAS PRESENTES: – FERRITA: solução de carbono em FERRO-αααα (CCC). Apresenta

solubilidade de 0,008%p de C a temperatura ambiente e de nomáximo , 0,02%p a 727 ºC. Apresenta boa plasticidade.



4

–

AUSTENITA: solução de carbono em FERRO-γ (CFC). Conseguedissolver um teor de C muito mais alto do que a ferrita (até2,11%p a 1148 ºC). Não-magnético.

– CEMENTITA: (Fe3C) composto intermediário, o CARBETO DEFERRO, é representado por uma linha vertical passando pela

composição de 6,7%p C. É muito DURO e FRÁGIL. – FERRO-δ: solução de carbono em ferro com estrutura CCC,

existente a altas temperaturas.



O diagrama de equilíbrio ferro-

carbono

, º C

1600

1400

1200

L

γ + LL + Fe3C

δ 1394 ºC

1538 ºC



A B

CD

E

N

J

5

T e m p e r a t u

r

Composição, %p C

1 2 3 4 5 6 6,70

1000

800

600

400

Fe3C

αααα + Fe3C

γ + Fe3C

γ, u n

αααα + γ

αααα

4,302,14

0,76

912 ºC

727 ºC

1148 ºCF

G

SP K

Solidus

A1

A3

Q

0,022

AÇOS0,08 ≤ %C ≤ 2,11

FERROS FUNDIDOS%C ≥ 2,11 F

e



O DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FERRO-

CARBONO SIMPLIFICADO

a , º C

1600

1400

1200 CD

EF

L

γ + L L + Fe3C

A

B1394 ºC

1538 ºC

Transformações do Fe PURO



6

T e m p e r a t u

Composição, %p C

1 2 3 4 5 6 6,70

1000

800

600

400

SP K

4,302,141148 ºColidus

0,76

A3

,

αααα, ferrita 0,022

727 ºCA1

Fe3C,cementita

αααα + γ

γ + Fe3C

αααα + Fe3C

AUSTENITA• CFC• Não-magnética

CEMENTITA• Frágil• ResistenteFERRITA

• CCC• Boa plasticidade

REAÇÃO EUTÉTICA (1148ºC)L(4,3%p) γγγγ(2,14%p) +

Fe3C(6,7%p)

REAÇÃO EUTETÓIDE (727ºC)γγγγ(0,76%p) αααα(0,022%p) +Fe3C(6,7%p)

G

Q

912 ºC

tempo



REAÇÕES NA FAIXA DE COMPOSIÇÃO

DOS AÇOS

, º C

1600

1400

1200

L

Fe3Cγ + LL + Fe3C

δ 1394 ºC

1538 ºC



resfriamento

a uecimentoγ(0,76 %p C) αααα(0,022 %p C) + Fe3C( 6,7 %p C)

REAÇÃO EUTETÓIDE DOS AÇOS (a 727 ºC)

7

Fe3C, cementita

T e m p e r a t u

r

Composição, %p C

1 2 3 4 5 6 6,70

1000

800

600

400

αααα + Fe3C

γ + Fe3C

γ, u n

αααα + γ

αααα

4,302,14

0,76

0,022912 ºC

727 ºC

αααα + Fe3Cαααα

0,76 727 ºC

γ + Fe3C

αααα + Fe3C

αααα αααα + γ

γ

0,022



AÇO EUTETÓIDE

γ

γγ

γ + Fe3C

( º C )

900

1000

1100AÇO EUTETÓIDE

(0,76%p C)

REAÇÃOEUTETÓIDE



8

αααα + γ

αααα + Fe3C

αααα

727 ºC

Fe3Cαααα

T e m p e r a t u

r

1,0 2,0400

500

600

700

800

Composição, %p C

0,766,7

CFe3C = 6,7Cαααα

= 0,022

PERLITA



AÇO EUTETÓIDE: PERLITA



9

PERLITA



Perlita• Mecanismo de formação da PERLITA a partir da AUSTENITA:

CC

αααα C Direção do



10

Fe3C

αααα

αααα C

CC

C

γ

perlita

Fe3C



AÇO HIPOEUTETÓIDE

γγ +

Fe3C

( º C )

900

1000

1100AÇO

HIPOEUTETÓIDE(<0,76%p C)

γγ

γ γ

γγREAÇÃO

EUTETÓIDE



11

αααα + γ

αααα + Fe3C

727 ºC

T e m p e r a t u

r

1,0 2,0400

500

600

700

800

Composição, %p C

0,766,7

PERLITA = Fe3C +αααα-eutetóide

γ

γ

γγ

γ γ

γ

αααα pró-eutetóide

C0

αααα

CFe3C = 6,7Cαααα

= 0,022



AÇO HIPOEUTETÓIDE: PERLITA +

FERRITA PRÓ-EUTETÓIDE

FERRITA PRÓ-



12

Aço hipoeutetóide com 0,38 %p C. Ferrita pró-eutetóide (grãos claros) e perlita (grão lamelares)

PERLITA



AÇO HIPEREUTETÓIDE

γ

γ +Fe3C

( º C )

900

1000

1100AÇO

HIPEREUTETÓIDE(>0,76%p C)

γγ

REAÇÃOEUTETÓIDE

γγ

γ γ



13

αααα + γ

αααα + Fe3C

727 ºC

T e m p e r a t u

r

1,0 2,0400

500

600

700

800

Composição, %p C

0,76

6,7

PERLITA = αααα +Fe3C-eutetóide

γ γ

C0

γγ

γ γ

γ

Fe3C pró-eutetóide

αααα



AÇO HIPEREUTETÓIDE: PERLITA +

CEMENTITA PRÓ-EUTETÓIDE

Aço hipereutetóide com 1,4

%p C. Perlita (grãolamelares) e cementita pró-eutetóide (rede clara noscontornos da perlita)



14

PERLITA

CEMENTITAPRÓ-EUTETÓIDE

Essa rede de cementita,dura e frágil, REDUZ ATENACIDADE material,

favorecendo a propagaçãode trincas.



MICROESTRUTURA DOS AÇOS

(CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO)• Microconstituintes e fases formadas durante o resfriamento

em CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO:

AÇO %p C Microconstituintes Fases

-



15

HIPOEUTET IDE < 0,76

PERLITA

CEMENTITA (Fe3C)

EUTETÓIDE = 0,76 PERLITAFERRITA (αααα) eCEMENTITA (Fe3C)

HIPEREUTETÓIDE > 0,76CEMENTITA PRÓ-EUTETÓIDE + PERLITA

FERRITA (αααα) eCEMENTITA (Fe

3C)



PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS AÇOS

EM FUNÇÃO DO TEOR DE C



120110

100

90

80

60

50

40

a à t r a ç ã o

o ( % )

e l l

240220

200

180

160

16

7060

50

40

3020

10

30

20

10 L i m i t e

d e r e s i s t ê n

c i

( k g f / m m

2 )

A l o n g a m e

n

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

D u r e z a B r

i n

140120

100

80

6040

20Alongamento

Limite de resistência à tração

Dureza Brinell

%p C



REAÇÕES NA FAIXA DE COMPOSIÇÃO

DOS FERROS FUNDIDOS

, º C

1600

1400

1200

L

Fe3Cγ + LL + Fe3C

δ 1394 ºC

1538 ºC



resfriamento

a uecimentoL(4,30 %p C) γ(2,11 %p C) + Fe3C( 6,7 %p C)

REAÇÃO EUTÉTICA DOS FERROS FUNDIDOS (a 1148 ºC)

17

Fe3C, cementita

T e m p e r a t u

r

Composição, %p C

1 2 3 4 5 6 6,70

1000

800

600

400

αααα + Fe3C

γ + Fe3C

γ, u n

αααα + γ

αααα

4,302,14

0,76

0,022912 ºC

727 ºC

γ + Fe3C

L + Fe3Cγ + L

L

1148 ºC 4,3 %p C

1148 ºC

aula 4 diagrama de equilbrio ferro carbono

Documents