ENGENHEIRO

Gases nos aços- Exercício 2, Refino dos Aços I 2/ 2012 (01/12/2012)
Os dados termodinâmicos abaixo devem ser considerados corretos, mesmo que você não lembre dos fundamentos que levaram a eles. Vamos rever, ao longo do curso. (Lembre que os elementos sublinhados, por convenção, são os elementos dissolvidos no ferro ou no aço).
1.

Oxigênio no Ferro

Diagrama de equilíbrio Fe-O a 1 atm

Diagrama da Lei de Sievert descrevendo o equilíbrio
O2(gas)=2 O em ferro líquido e em níquel líquido.

1.1 Se colocarmos uma panela de ferro líquido a 1600C em contato com o ar atmosférico, qual será o estado de equilíbrio (suponha que consigamos manter a temperatura constante).
1.2 Se adicionarmos 0.1% de oxigênio a uma panela de ferro liquido a 1600C mantendo-a completamente isolada do ar em uma câmara fechada, quais as fases que você espera que tenhamos, e com qual composição aproximada? (suponha que consigamos manter a temperatura constante). 1.3 Correlacione ao menos 4 pontos do diagrama da direita com pontos do diagrama da esquerda, numerando-os com 1, 2, 3 e 4.
1.4 Um ferro contendo Fe e 0.07% (700ppm) de oxigênio a 1600C é lingotado. Quais as fases que existirão em equilíbrio a temperatura ambiente?
1.5 Se esquentarmos o aço do item 1.4 a que temperatura aparecerá o primeiro líquido?

2. Nitrogênio no Ferro

Solubilidade do N2 no ferro a 1 atm de pressão de N2.

Diagrama de equilíbrio Fe-N a 1 atm

2.1 Correlacione ao menos 3 pontos dos dois diagramas acima, indicando 1, 2 e 3.
2.2 Qual o teor de nitrogênio em solução no ferro em equilíbrio com 1 atm de nitrogênio, a 1600C.
Obtenha o valor pelos dois gráficos e compare.
2.3 Um aço IF tem, como valor especificado, 30ppm de N máximo. Suponha que o nitrogênio segue
%N
a lei de Sievert (como o oxigênio, ver questão 1) logo K (T ) =
. Suponha que o ar atmosférico
PN 2

tem fração molar (X) de 0.8 de N2 e que se comporta como um gás ideal, isto é PN 2 = X ( N 2 ) PT . É possível obter