Questão de Engenharia Mecânica · FGV TCE-PA 2024 (nº 77)

O diagrama de fases Ferro-Carbono mostra as fases presentes em ligas de ferro e carbono em diferentes temperaturas e composições. Para calcular as frações de fase, usamos a Regra da Alavanca, que nos permite determinar a quantidade relativa de cada fase em uma mistura bifásica.

• (A) Incorreta: Esta alternativa não corresponde aos cálculos corretos das frações de fase para a composição e temperatura dadas.
• (B) Correta: Para uma liga com 0,40% C a uma temperatura imediatamente abaixo da eutetoide (727°C), as fases presentes são ferrita ($\alpha$) e cementita (Fe$_3$C). As composições de carbono dessas fases são $C_\alpha = 0,022\%$ C para a ferrita e $C_{Fe_3C} = 6,70\%$ C para a cementita. A composição da liga é $C_0 = 0,40\%$ C.
  Aplicando a Regra da Alavanca para a ferrita total ($W_\alpha$):
  $W_\alpha = \frac{C_{Fe_3C} - C_0}{C_{Fe_3C} - C_\alpha} = \frac{6,70 - 0,40}{6,70 - 0,022} = \frac{6,30}{6,678} \approx 0,943396 \approx 94,34\%$
  Para a cementita ($W_{Fe_3C}$):
  $W_{Fe_3C} = \frac{C_0 - C_\alpha}{C_{Fe_3C} - C_\alpha} = \frac{0,40 - 0,022}{6,70 - 0,022} = \frac{0,378}{6,678} \approx 0,056604 \approx 5,66\%$
  Portanto, as frações são aproximadamente 94,34% de ferrita total e 5,66% de cementita.
• (C) Incorreta: Esta alternativa não corresponde aos cálculos corretos das frações de fase.
• (D) Incorreta: Esta alternativa não corresponde aos cálculos corretos das frações de fase.
• (E) Incorreta: Esta alternativa não corresponde aos cálculos corretos das frações de fase. A armadilha aqui seria confundir a pergunta sobre "ferrita total e cementita" com a pergunta sobre "ferrita proeutetoide e perlita", ou com "ferrita eutetoide e cementita eutetoide". A Regra da Alavanca deve ser aplicada sobre a linha de amarração que conecta as composições da ferrita e da cementita no diagrama de fases, abrangendo toda a região bifásica $\alpha + Fe_3C$.