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Metalurgia: Austenita, Ferrita, Cementita e Perlita - Propriedades, Origem e Aplicações, Provas de Engenharia Mecânica

Uma descrição detalhada das principais fases metálicas encontradas em aços: austenita, ferrita, cementita e perlita. A austenita é uma liga de ferro ou outro elemento, existente acima da temperatura crítica eutética de 1000 k, e considerada a fase matriz para a transformação em outras fases. A ferrita é um material cerâmico com propriedades eletromagnéticas, utilizado em transformadores elétricos, e apresenta estrutura cristalina cúbica. A cementita é um composto químico de fórmula química fe3c e estrutura em forma de cristal ortorrômbico, comummente classificado como cerâmica, mas utilizado na metalurgia. A perlita é um componente encontrado em aços hipoeutetóides, formando-se apenas abaixo de 727°c, e apresenta-se na forma de grãos escuros e com grandes aumentos. O documento também discute as propriedades, origens e aplicações dessas fases.

Tipologia: Provas

Antes de 2010

Compartilhado em 29/03/2010

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jose-eduardo-nehring-1 🇧🇷

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A austenita (ou ferro na fase γ) é uma liga metálica sólida não magnética de ferro ou de outro elemento
de liga. No plano aço carbono, a austenita existe acima da temperatura crítica eutetóide de 1000 K (727
°C); outras ligas de aço possuem temperaturas eutetóides diferentes. A austenita é considerada a fase
matriz ou ponto de partida para a transformação em outras fases, como a ferrita (ferro α), cementita
(Fe3C) e grafita e tem estrutura cúbica de fae centrada. Seu nome é em homenagem a um metalúrgico
inglês, que ganhou título de Sir, William Chandler Roberts-Austen (1843-1902).
Ferrite ou ferrita é um material feito de cerâmica com propriedades eletromagnéticas, normalmente
utilizado como núcleo de transformadores elétricos e também é ductil e apresenta baixa dureza. A ferrita
tem uma estrutura cristalina cúbica, e esta forma-se abaixo da zona crítica e apresenta sob o microscópio,
como grãos claros ou brancos.
Cementita ou carboneto de ferro é um composto químico de fórmula química Fe3C e estrutura em forma
de cristal ortorrômbico. Contém 6,67% de carbono e 93,33% de ferro. É um material duro e quebradiço e,
apesar de ser comumente classificado como cerâmica em sua forma pura, é mais utilizado na metalurgia.
Este material é de dificil ataque e quando este é conseguido, apresenta-se na forma de contornos de grãos
cinza claro. É formado diretamente pelo derretimento do ferro fundido branco.
Ledeburita, em metalurgia, é uma mistura eutética em um aço que contém 95,7% de ferro e 4,3% de
carbono. Abaixo da temperatura de austenitização é composta de cementita e perlita, e acima a
temperatura de austenitização é formada por austenita e cementita, Assim chamada em homenagem a
Adolf Ledebur (1837-1916). Também é nesta faixa de percentual de carbono é que funcionam os altos
fornos de siderúrgicas. A sua temperatura de fusão é 1 147 ºC.
Perlita, é um componente emcontrado nos aços hipoeutetóides, eutetóides e hipereutetóides, formando-se
somente abaixo de 727°C. A perlita é formada por finas “lâminas”, forma lamelar de perrita e cementita.
Esta apresenta-se na forma de grãos escuros e com grandes aumentos, e possível notar a forma lamelar.
Aço Eutetóide é um aço que tem um teor de carbono de 0,77%. Esta é uma composição particular
encontrada no diagrama ferro-carbono em que existe a transformação de austenita para ferrita e
cementita. Como já foi citado anteriormente, a esta reação é dado o nome de reação eutetóide que é uma
reação em que temos a transformação de uma fase sólida (austenita) em duas fases sólidas (ferrita e
cementita).
A reação eutetóide é uma reação que se processa lentamente, pois é um processo em que temos que ter
migração dos átomos de carbono para que as novas fases sejam formadas.
Aços hipoeutetóides, consideremos agora um aço com um teor de carbono inferior a 0,77%, isto é, um
aço com concentração inferior à eutetóide. No resfriamento, a austenita não passa diretamente para
ferrita e cementita. Conforme pode ser observado no detalhe do diagrama Fe-C, a liga de composição
hipoeutóide cruza o campo bifásico em que coexistem a ferrita e a austenita,desta forma, em uma
primeira etapa haverá a formação de ferita a partir da austenita,o carbono expulso das regiões em que é
nucleada a ferrita pode ser tranqüilamente dissolvida pela austenita remanescente aquela temperatura.
Assim, à medida em vai aumentando a quantidade de ferrita formada, a austenita vai sendo enriquecida
em carbono.
Ensaio De Dureza.A dureza consiste numa medida da resistência de um material a uma
deformação plástica localizada. Para determinar a dureza, há várias técnicas sendo que nestas
técnicas um pequeno penetrador é forçado contra uma superfície do material a ser testado com
uma pré carga de 10kg. Em seguida solta-se uma alavanca localizada na lateral da máquina e
aguarda-se entre um período de 8 a 13 segundos. A partir desse prática, mede-se a
profundidade ou o tamanho da impressão relacionando a um número, índice de dureza. Assim,
quanto mais macio for o material, maior e mais profunda será a impressão e menor será o
índice. Os valores da dureza são relativos, dependendo, assim, do tipo de técnica utilizada. Os
ensaios de dureza são realizados freqüentemente, porque são simples e baratos, não
destrutivos (o corpo de prova não é fraturado e nem deformado drasticamente) e permitem
determinar outras propriedades do material.
Brinell: O ensaio de dureza Brinell consiste em comprimir lentamente uma esfera de aço
temperado, de diâmetro D, sobre uma superfície plana, polida e limpa de um metal, por meio
de uma carga F, durante um tempo t, produzindo uma calota esférica de diâmetro d. A dureza
Brinell é representada pelas letras HB. Esta representação vem do inglês Hardness Brinell, que
quer dizer dureza Brinell. A dureza Brinell (HB) é a relação entre a carga aplicada (F) e a área
da calota esférica impressa no material ensaiado (Ac).
Rockwell:Os ensaios de Dureza Rockwell são os mais utilizados para medir dureza devido à
sua simplicidade. A combinação de diversos penetradores e cargas formam diferentes escalas,
permitindo o ensaio em metais duros e macios. Os penetradores consistem em bolas de aço
esféricas e um penetrador cônico de diamante usado para metais mais duros.O índice de
dureza é determinado pela diferença na profundidade de penetração da aplicação de uma pré-
carga seguida pela carga principal. Essa pré-carga garante maior precisão no ensaio. Existem
dois tipos de ensaio: O Rockwell superficial, no qual a pré-carga é de 3 kgf e a carga principal
pode ser de 15, 30 ou 45 kgf. Enquanto que no Rockwell normal, a pré-carga será de 10 kgf, e
a carga principal de 60, 100 ou 150 kgf.

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A austenita (ou ferro na fase γ) é uma liga metálica sólida não magnética de ferro ou de outro elemento de liga. No plano aço carbono, a austenita existe acima da temperatura crítica eutetóide de 1000 K ( °C); outras ligas de aço possuem temperaturas eutetóides diferentes. A austenita é considerada a fase matriz ou ponto de partida para a transformação em outras fases, como a ferrita (ferro α), cementita (Fe 3 C) e grafita e tem estrutura cúbica de fae centrada. Seu nome é em homenagem a um metalúrgico inglês, que ganhou título de Sir, William Chandler Roberts-Austen (1843-1902).

Ferrite ou ferrita é um material feito de cerâmica com propriedades eletromagnéticas, normalmente utilizado como núcleo de transformadores elétricos e também é ductil e apresenta baixa dureza. A ferrita tem uma estrutura cristalina cúbica, e esta forma-se abaixo da zona crítica e apresenta sob o microscópio, como grãos claros ou brancos.

Cementita ou carboneto de ferro é um composto químico de fórmula química Fe 3 C e estrutura em forma de cristal ortorrômbico. Contém 6,67% de carbono e 93,33% de ferro. É um material duro e quebradiço e, apesar de ser comumente classificado como cerâmica em sua forma pura, é mais utilizado na metalurgia. Este material é de dificil ataque e quando este é conseguido, apresenta-se na forma de contornos de grãos cinza claro. É formado diretamente pelo derretimento do ferro fundido branco.

Ledeburita , em metalurgia, é uma mistura eutética em um aço que contém 95,7% de ferro e 4,3% de carbono. Abaixo da temperatura de austenitização é composta de cementita e perlita, e acima a temperatura de austenitização é formada por austenita e cementita, Assim chamada em homenagem a Adolf Ledebur (1837-1916). Também é nesta faixa de percentual de carbono é que funcionam os altos fornos de siderúrgicas. A sua temperatura de fusão é 1 147 ºC.

Perlita, é um componente emcontrado nos aços hipoeutetóides, eutetóides e hipereutetóides, formando-se somente abaixo de 727°C. A perlita é formada por finas “lâminas”, forma lamelar de perrita e cementita. Esta apresenta-se na forma de grãos escuros e com grandes aumentos, e possível notar a forma lamelar.

Aço Eutetóide é um aço que tem um teor de carbono de 0,77%. Esta é uma composição particular encontrada no diagrama ferro-carbono em que existe a transformação de austenita para ferrita e cementita. Como já foi citado anteriormente, a esta reação é dado o nome de reação eutetóide que é uma reação em que temos a transformação de uma fase sólida (austenita) em duas fases sólidas (ferrita e cementita). A reação eutetóide é uma reação que se processa lentamente, pois é um processo em que temos que ter migração dos átomos de carbono para que as novas fases sejam formadas.

Aços hipoeutetóides , consideremos agora um aço com um teor de carbono inferior a 0,77%, isto é, um aço com concentração inferior à eutetóide. No resfriamento, a austenita não passa diretamente para ferrita e cementita. Conforme pode ser observado no detalhe do diagrama Fe-C, a liga de composição hipoeutóide cruza o campo bifásico em que coexistem a ferrita e a austenita,desta forma, em uma primeira etapa haverá a formação de ferita a partir da austenita,o carbono expulso das regiões em que é nucleada a ferrita pode ser tranqüilamente dissolvida pela austenita remanescente aquela temperatura. Assim, à medida em vai aumentando a quantidade de ferrita formada, a austenita vai sendo enriquecida em carbono.

Ensaio De Dureza .A dureza consiste numa medida da resistência de um material a uma deformação plástica localizada. Para determinar a dureza, há várias técnicas sendo que nestas técnicas um pequeno penetrador é forçado contra uma superfície do material a ser testado com uma pré carga de 10kg. Em seguida solta-se uma alavanca localizada na lateral da máquina e aguarda-se entre um período de 8 a 13 segundos. A partir desse prática, mede-se a profundidade ou o tamanho da impressão relacionando a um número, índice de dureza. Assim, quanto mais macio for o material, maior e mais profunda será a impressão e menor será o índice. Os valores da dureza são relativos, dependendo, assim, do tipo de técnica utilizada. Os ensaios de dureza são realizados freqüentemente, porque são simples e baratos, não destrutivos (o corpo de prova não é fraturado e nem deformado drasticamente) e permitem determinar outras propriedades do material.

Brinell: O ensaio de dureza Brinell consiste em comprimir lentamente uma esfera de aço temperado, de diâmetro D, sobre uma superfície plana, polida e limpa de um metal, por meio de uma carga F, durante um tempo t, produzindo uma calota esférica de diâmetro d. A dureza Brinell é representada pelas letras HB. Esta representação vem do inglês Hardness Brinell, que quer dizer dureza Brinell. A dureza Brinell (HB) é a relação entre a carga aplicada (F) e a área da calota esférica impressa no material ensaiado (Ac). Rockwell: Os ensaios de Dureza Rockwell são os mais utilizados para medir dureza devido à sua simplicidade. A combinação de diversos penetradores e cargas formam diferentes escalas, permitindo o ensaio em metais duros e macios. Os penetradores consistem em bolas de aço esféricas e um penetrador cônico de diamante usado para metais mais duros.O índice de dureza é determinado pela diferença na profundidade de penetração da aplicação de uma pré- carga seguida pela carga principal. Essa pré-carga garante maior precisão no ensaio. Existem dois tipos de ensaio: O Rockwell superficial, no qual a pré-carga é de 3 kgf e a carga principal pode ser de 15, 30 ou 45 kgf. Enquanto que no Rockwell normal, a pré-carga será de 10 kgf, e a carga principal de 60, 100 ou 150 kgf.