Diagrama Fe-C

Os diagramas de fase ou diagramas de equilíbrio como também são denominados têm como finalidade mostrar alterações de estado físico e de estrutura que sofrem as ligas metálicas, em decorrência de aquecimentos ou resfriamentos lentos.
ALOTROPIA DO FERRO PURO :
- Na temperatura ambiente, o ferro puro apresenta estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (CCC), denominada ferrita alfa (α).
- A estrutura CCC do ferro (ferrita α) é estável até 912°C. Nesta temperatura a estrutura CCC sofre uma transformação alotrópica para a estrutura cúbica de faces centradas (CFC), denominada ferro gama (γ) ou austenita.
- A austenita (CFC) é estável entre 912 e 1394° C. Na temperatura de 1394°C ocorre uma nova transformação alotrópica na qual a estrutura CFC da austenita transforma-se novamente em CCC, denominada de ferrita delta (δ).
- A ferrita delta (δ) CCC é estável até a temperatura de 1538°C, que é a temperatura de fusão do Fe puro.
- Acima de 1538°C a estrutura cristalina CCC da ferrita δ torna-se amorfa, sem ordenação cristalina, caracterizando o estado líquido.
- O ferro líquido (L) é estável até a temperatura de 2880°C, temperatura na qual este passa para fase vapor.

Considerações sobre o diagrama Fe-Fe3C
Os aços para construção mecânica não são ligas binárias Fe-C. Estes aços apresentam quantidades residuais de P, S, Mn e Si, decorrentes do processo de elaboração. Entretanto o diagrama Fe-Fe3C é extensivamente empregado em estudos envolvendo aços ao carbono e aços baixa-liga. O teor de 2,11% de C é considerado como sendo a separação teórica entre aços e ferros fundidos, ou seja, para teores até 2,11% temos os aços, acima deste, os ferros fundidos.
As reações relevantes no diagrama Fe-Fe3C são, no resfriamento,:
ƒ Reação peritética - (0,17%C / 1495ºC)
L (líquido) + δ (ferrita delta) → γ (austenita),

ƒ Reação eutética- (4,3% de C / 1148°C):
L (líquido)→ γ (austenita) + Fe3C (cementita)

ƒ Reação eutetóide - (0,77% de C / 727°C):
γ