Materiais de Construção

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 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 fundidoscontém 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