UERJ CRR FAT
Disciplina
CIÊNCIA DOS MATERIAIS
A. Marinho Jr
Tópico 7 D Materiais polifásicos – Transformações eutética e eutetóide
Transformação eutética
Até aqui, foram discutidas as composições das fases em equilíbrio e não tamanho,
forma e distribuição de fases. Como a configuração das fases influi na resistência
mecânica, alguns tipos especiais de transformações, que afetam a configuração, devem
ser estudadas. O diagrama Ag-Cu visto na figura 07.13 é característico de muitos
sistemas binários que exibem uma transformação eutética, onde uma única fase líquida,
com 28,1% de cobre e 71,9% de prata, transforma-se, no resfriamento, em um sólido
difuso (α + β), a temperatura constante (779º C). Como toda transformação, ocorre a
temperatura constante (a temperatura eutética), as duas fases sólidas formadas estão,
normalmente, misturadas, em escala microscópica, numa microestrutura característica,
chamada de microestrutura eutética. Uma micrografia óptica da microestrutura eutética
característica da liga Ag-Cu, obtida pelo resfriamento brusco da fase líquida, é mostrada
na figura 07.15 (a). Em contraste, em (b) temos a composição eutética da liga Ag-Cu
que foi resfriada sob condições controladas.
(a)
(b)
Figura 07.15 Duas formas da microestrutura eutética do sistema cobre-prata (71,9% de
prata), onde a fase escura é β e a clara é α : a) no estado bruto de fusão e (b) resfriada
sob condições controladas de solidificação.
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Transformação eutetóide
Uma transformação eutetóide é a transformação no resfriamento de uma monofase
sólida, a temperatura constante, em duas novas fases sólidas que se misturam de uma
maneira característica. Dessa forma, tudo o que foi dito anteriormente, para uma
transformação eutética, aplica-se à transformação eutetóide, exceto que a fase inicial,
nesta última, é sólida. A transformação eutetóide ocorre para uma única composição em
um dado sistema e a uma única temperatura de equilíbrio. Os métodos para calcular as
quantidades e as composições das fases, no eutetóide, são os mesmos para o eutético.
O mais importante de todos os sistemas eutetóides é o sistema ferro-carbono, cujo
diagrama de equilíbrio está na figura a seguir. As regiões das duas fases “impossíveis”
são representadas sombreadas e as fases presentes estão indicadas. A região superior
esquerda do diagrama, acima de 1371ºC contem uma transformação peritética (sólida +
líquida se transforma durante o resfriamento num sólido diferente), a qual não será mais
considerada nessa discussão porque, em muitos casos, transformações posteriores, no
resfriamento, anulam qualquer influência do peritético, sobre as prorpiedades
mecânicas, a temperatura ambiente. O sistema Fe-C também tem uma transformação
eutética para 4,3% de carbono, a 1130ºC.
Figura 07.16 Diagrama de equilíbrio ferro-carbono, até 6,7% de carbono.
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O ferro puro, abaixo de 912ºC é uma estrutura CCC, chamada ferrita (α), que pode reter
somente pequenas quantidades de carbono na solução sólida intersticial. Em
temperaturas mais elevadas, a estrutura de equilíbrio do carbono intersticial no ferro é
uma estrutura CFC, chamada austenita (γ), que pode ter até 2% de carbono em solução
sólida (a 1130ºC). O ferro e o carbono podem, também, formar um composto, Fe3C,
quando houver suficiente quantidade de carbono. O Fe3C recebe alguns nomes: carbeto
de ferro, carbeto e cementita (θ), são os mais comuns. A cementita é ortorrômbica e
contem 6,7% de carbono, em peso.
A composição eutetóide da liga ferro-carbono é 0,8% de carbono. Quando esta é
resfriada lentamente, a 723ºC, a austenita se transforma, a temperatura constante, em
ferrita e cementita, os quais crescem simultaneamente durante a transformação na
forma de uma estrutura lamelar chamada perlita (porque ela mostra, ao microscópio,
alguma semelhança com a madrepérola). A perlita é composta por lamelas alternadas de
ferrita e cementita. Micrografias óptica e eletrônica de perlita são mostradas,
respectivamente, na figura 07.17 a seguir.
Figura 07.17 Micrografias óptica e eletrônica mostrando a perlita em aço com 0,8% de
carbono.
Revisão 00 março de 2009
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