Estudo sobre o Sistema Ferro-Carbono e Suas Propriedades

O SISTEMA FERRO CARBONO DEFINIÇÃO Aço é a liga contendo ferrocarbono contendo geralmente 0008 até aproximadamente 211 de carbono além de certos elementos residuais do processo de fabricação 0008 de carbono é a máxima solubilidade do carbono no ferro à temperatura ambiente 211 de carbono é a máxima solubilidade de carbono no ferro à 1148oC 2 DEFINIÇÃO Podese dividir os aços em duas categorias Aços Carbonos Aços Baixo Teor de Carbono Aços Médio Teor de Carbono Aços Alto Teor de Carbono Aços Liga Aços Baixo Teor de Liga Aços Alto Teor de Liga 3 ALOTROPIA DO FERRO PURO 4 Ae2 Ae3 Ae4 Líquido Solidificação Líquido Fusão ESFRIAMENTO AQUECIMENTO Ar4 Ac4 Ar3 Ac3 Ar2 Ac2 d a g a g d Temperatura Ambiente Fe a Fe g Fe d Ferro Líquido 1538oC Líquido Sólido 1394oC d g 912oC g a Não Magnético 770oC a a Não Magnético Magnético Tempo Temperatura DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC Aços Ferros fundidos brancos Temperatura em C GEsFrAm Grupo de Estudos sobre Fratura de Materiais GESFrAm Ferrita Ferro α EsFrAM Grupo de Estudos sobre Fratura de Materiais Willy Ank de Morais willyankuolcombr 2 Propriedades Mecânicas Ferrita 80 30kgfmm² 40 Perlita 200 85 10 Cementita 800 100 0 DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC 13 Sistema Eutético Sofre reação eutética de decomposição isotérmica de uma fase líquida em duas sólidas durante a solidificação e reação inversa na fusão DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC Formação de microestruturas de equilíbrio num aço hipoeutetóide C076 neste exemplo temse uma liga Fe025C Se 728C T Ti há a formação de α a partir dos contornos de grão da γ devido à maior velocidade de difusão nos contornos Devido a formação de α entre Ti e 728C o teor de carbono da γ se altera até que a 728C temse praticamente Cγ076 Por este motivo a ferrita formada neste intervalo de temperatura é chamada de ferrita próeutetóide A 727C a γ restante sofre transformação para ferrita transformandose em perlita 18 Microestrutura de um aço com 05 de carbono atacado com 4 picral 2 nital DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC Como calcular o teor de ferrita e perlita em um aço carbono hipoeutetóide Regra da Alavanca 19 DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC Qual o teor de ferrita e perlita de um aço carbono 1030 𝐹𝑒𝑟𝑟𝑖𝑡𝑎 07703 0770025 63 𝑃𝑒𝑟𝑙𝑖𝑡𝑎 002503 0025077 37 20 Façam para o Aço 1045 DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC No caso de um aço com 13 de Carbono quais constituintes serão formados Perlita e Cementita 22 DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC Qual a porcentagem de Perlita e Cementita 𝑃𝑒𝑟𝑙𝑖𝑡𝑎 66713 667077 91 𝐶𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑖𝑡𝑎 07713 077667 9 E no caso de um aço com 16 de Carbono 23 DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC No caso de um aço eutetóide quais constituintes serão formados Perlita 25 DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC Evolução das microestruturas da liga de ferrocarbono Composição hipereutetóide DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC Qual a composição estrutural desta perlita Perlita 667077 6670025 888 Cementita 0025077 0025667 115 26 DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC Resumindo Ferro comercialmente puro FERRITA Aços hipoeutetóides FERRITA E PERLITA Aços eutetóides PERLITA Aços hipereutetóides PERLITA E CEMENTITA 28 DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FeC PROPRIEDADES DOS CONSTITUINTES DO AÇO Constituintes básicos dos aços Austenita Ferrita Cementita Perlita 29 30 PROPRIEDADES DOS CONSTITUINTES DO AÇO Devido à influência do carbono sobre a dureza do aço costumase dividir da seguinte forma Aço extradoce Carbono inferior à 015 Aço doce Carbono entre 015 e 030 Aço meio doce Carbono entre 030 e 040 Aço meio duro Carbono entre 040 e 060 Aço extraduro Carbono entre 070 e 120 31 PROPRIEDADES DOS CONSTITUINTES DO AÇO EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGA EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGA EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGA Varição da Temperatura e Composição do Eutetóide com Elemento de Liga Temperatura do Eutetóide A1 C Composição do Eutetóide Percentual do elemento BIBLIOGRAFIA CHIAVERINI V AÇOS E FERROS FUNDIDOS Ed ABM 7ª Edição 2002 httpwwwcienciadosmateriaisorg 35