Não visualiza as figuras? clique para baixar o shockwave player
s

Capítulo 09 - Estruturas Longe das Condições de Equilíbrio

Tópico 9.6. O Sistema Ferro-Carbono (I): O Diagrama Binário Fe-Fe3C

Quando uma transformação invariante que, normalmente, ocorreria no estado sólido é inibida por um resfriamento rápido, fases fora de equilíbrio, completamente novas, podem se formar.
O mais importante exemplo deste fenômeno são as fases fora de equilíbrio produzidas durante o tratamento térmico dos aços.
As fases de equilíbrio em um aço-carbono (sem elementos de liga (1) intencionalmente presentes), à temperatura ambiente, são o ferro (Fe) e a grafita (C). Experimentalmente, entretanto, nunca se forma a grafita; forma-se o composto longe de equilíbrio , chamado de cementita, no lugar da grafita.
O lado mais rico em ferro (Fe) do diagrama de fases para o sistema ferro(Fe)-carbono (C) está apresentado na Figura 9.f. O sistema ferro-carbono pode ser dividido em duas porções, que são:
• porção rica em ferro;
• porção para composições no intervalo (6,7-100)%p C (grafita pura).
Os aços e ferros fundidos possuem teores de cheapest cialis carbono inferiores a 6,7%p (em peso) de carbono (C). O ferro puro comercial contém teores menores do que 0,008%p de carbono (C); os aços contêm entre 0,008 e 2,11%p de carbono (C); e os ferros fundidos contém entre 2,11 e 6,7%p de C.
O diagrama da Figura 9. f poderia ser, de uma maneira mais apropriada, identificado por diagrama de fases , ou diagrama de fases ferro-carbeto de ferro, uma vez que o carbeto de ferro , chamado de cementita, é agora considerado um componente. Mas, por convenção, as composições são expressas em %peso de C e não em %p de , ou seja, no diagrama, a composição 6,7%p de carbono (C) corresponde a 100%p de .
O ferro puro tem alterada sua estrutura cristalina duas vezes antes de se fundir. No eixo vertical, à esquerda, no diagrama de fases , estão presentes todas as transformações alotrópicas (2) na estrutura cristalina do ferro puro antes de se fundir:
• à temperatura ambiente a forma estável do ferro puro é a ferrita (ou ferro ), que possui uma estrutura cristalina CCC (cúbica de corpo centrado) (Veja Figuras 2.c, 2.d e 3.c, Capítulo 3, Estrutura Cristalina);
• à temperatura de 912°C, a ferrita sofre uma transformação alotrópica para austenita (ou ferro ), que possui uma estrutura cristalina CFC(cúbica de face centrada) (; Veja Figuras 2.b, 2.e e 3.c, Capítulo 3, Estrutura Cristalina);
• a fase austenita persiste até 1394°C, quando ela reverte novamente para uma fase com estrutura CCC, denominada ferrita ;
• à temperatura de 1538°C, a ferrita (ou ferro ) se funde.

Figura 9.f - Diagrama de fases binário .
Notas:
(1) Elementos de liga: metais intencionalmente adicionados em pequenas quantidades para se alterar as propriedades dos aços.
(2) Alotropia: mudança de fase sem variação de composição química.
Muda-se a coordenação atômica e o empacotamento atômico.

Figuras complementares:

Fig.2.c.1. CFC em torno de um átomo central - (shockwave)

Figura 2.c.1 - CFC em torno de um átomo central

Fig.2.c.2. CFC formando um cubo com faces centradas - (shockwave)

Figura 2.c.2 - CFC formando um cubo com faces centradas

Fig.2.d. CCC cúbico de viagra mexico centro centrado - (shockwave)

Figura 2.d - CCC cúbico de centro centrado

Fig.2.e. HC Hexagonal Compacto(HC) - (shockwave)

Figura 2.e - HC - Arranjo Hexagonal Compacto(HC)

Fig.2.f. CFC - (shockwave)

Figura 2.f - CFC Cúbico de Face Centrada

Fig.3.c. Estruturas cristalinas HC, CFC, CCC - (shockwave)

Fig. 3.c- Estrut. cristalinas HC, CFC, CCC. Mova a figura para visualizar