diagrama de ferro e carbono

Introdução a
Ciência dos
Materiais
Diagrama Ferro-Carbono

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Prof. André Carvalho

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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

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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

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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