Um aço ao carbono com 0,30% em massa de carbono sofreu um tratamento térmico de normalização que consiste em aquecer na região da fase austenita e resfriar ao ar. Considere-se que a condição de resfriamento permite passar pela temperatura do eutetoide mantendo o equilíbrio termodinâmico.

Sabendo-se que a composição da austenita na temperatura do eutetoide é de 0,9% em massa de carbono, qual a quantidade, em % massa, de perlita estimada?

Question

Qconcursos · Accepted Answer

Alternativa [B] 33,3% Alternativa correta: B - 33,3%

1. Tema central da questão
Esta questão aborda equilíbrio de fases em aços carbono durante o tratamento térmico de normalização. O aluno precisa entender o uso da regra da alavanca no diagrama de fases Fe-C (ferro-carbono) para calcular a fração de perlita formada após o resfriamento lento de um aço hipoeutetóide.

2. Resumo teórico
No tratamento de normalização, o aço é aquecido à fase austenítica e resfriado ao ar, transformando a austenita em fases de equilíbrio a temperatura ambiente. Para aços com teor de C menor que 0,8% (“hipoeutetóides”), a microestrutura resultante é perlita + ferrita. A perlita resulta da transformação da austenita com 0,8% de C na temperatura do eutetoide (cerca de 727°C). Para valores intermediários de carbono, calcula-se a quantidade de perlita e ferrita com a regra da alavanca.

3. Como calcular: regra da alavanca (Fonte: Callister, W.D. Materiais: Ciência e Engenharia)
Fração mássica de perlita (P):

P = (Ceutetoide - Cferrita) / (Ceutetoide - Cinicial)

P = (0,30% - 0,0%) / (0,80% - 0,0%) = 0,30 / 0,80 = 0,375 (Este é um valor aproximado, considerando Ceutetoide = 0,8%. Como a questão adota 0,9%, refaça:)

P = (0,30% - 0,0%) / (0,90% - 0,0%) = 0,30 / 0,90 ≈ 33,3%

4. Justificativa da alternativa correta
A alternativa B é correta porque, usando a régua da alavanca e os valores fornecidos, a porcentagem mássica estimada de perlita é 33,3%.

5. Análise das alternativas incorretas

A - 16,7%: Muito baixa; indica erro no uso da regra da alavanca ou confusão entre frações de ferrita e perlita.
  C - 45,5% e D - 66,7%: Representam resultados de cálculos incorretos, talvez invertendo numeradores e denominadores.
  E - 90,0%: Impossível para aço hipoeutetóide; só ocorre em aços com teor de carbono próximo ao eutetoide.

6. Estratégias para interpretação
Fique atento às porcentagens, sempre relacione os teores das fases no diagrama Fe-C e lembre-se de aplicar corretamente a regra da alavanca. Não se confunda entre os valores de carbono do aço analisado e o do eutetoide!

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