Entre todos os sistemas de ligas binárias, aquele que é possivelmente o mais importante é o formado por ferro e carbono. Tanto os aços quanto os ferros fundidos, que são os principais materiais estruturais em toda a cultura tecnologicamente avançada, são essencialmente ligas ferrocarbono. Acerca desse tema, assinale a opção correta.
- A)A ferrita (α) é uma solução sólida de carbono em ferro com estrutura cristalina cúbica de face centrada (CFC).
Errada: a ferrita (α) tem estrutura CCC, não CFC, e possui baixa solubilidade de carbono.
- B)A austenita (γ) origina-se da transformação alotrópica da estrutura cúbica de face centrada (CFC) em cúbica de corpo centrado (CCC) durante o aquecimento, sendo, portanto, instável a baixas temperaturas.
Errada: a austenita (γ) tem estrutura CFC e surge em altas temperaturas, não é a transformação de CFC para CCC.
- C)A cementita, ou carboneto de ferro (Fe3C), apresenta dureza e resistência mais altas que as da ferrita (α).
Certa: a cementita (Fe3C) é muito mais dura e resistente que a ferrita, por isso eleva a dureza da liga.
- D)A mistura de ferrita e cementita resultante da transformação da austenita com composição eutetoide é denominada ledeburita.
Errada: a mistura eutetoide de ferrita e cementita é a perlita, enquanto a ledeburita é a mistura eutética.
- E)A transformação eutética ocorre em ligas com altos teores de carbono, sendo, por isso, importante no estudo dos aços de alta resistência mecânica.
Errada: a transformação eutética é típica dos ferros fundidos de alto teor de carbono, não é a base do estudo dos aços de alta resistência.
Gabarito: C
No diagrama ferro-carbono, o trio ferrita, austenita e cementita manda no comportamento dos aços e ferros fundidos. A ferrita (α) é a fase do ferro com estrutura cúbica de corpo centrado (CCC), tem baixíssima solubilidade de carbono e é macia e dúctil. Já a austenita (γ) aparece em temperaturas mais altas e tem estrutura cúbica de face centrada (CFC), com maior capacidade de dissolver carbono. A cementita, Fe3C, é um carboneto muito duro e frágil. Justamente por isso, quando a microestrutura ganha mais cementita, a dureza e a resistência aumentam, mas a ductilidade cai. É aquele clássico da engenharia dos materiais: mais resistência, menos vontade de deformar sem quebrar. O gabarito é a letra C porque a cementita realmente apresenta dureza e resistência superiores às da ferrita. A ferrita é macia e maleável; a cementita é o oposto, sendo uma fase extremamente dura. Esse contraste é básico no estudo do diagrama Fe-C e cai muito em prova porque a banca adora trocar as propriedades das fases. Vale lembrar ainda que a mistura eutetoide da transformação da austenita é a perlita, e não a ledeburita. A ledeburita está ligada à composição eutética, típica dos ferros fundidos. Esses nomes parecem parentes, mas em prova eles vêm para confundir mesmo.