Questão nº 59
Questão de Engenharia Mecânica · FGV TRF1 2024 (nº 59)
O Diagrama de Fases Fe-C pode ser considerado uma ferramenta importante para descrever as transformações que ligas Fe-C sofrem em função do aumento de temperatura e de percentual de carbono presente.
Sobre esse diagrama, considere as afirmações a seguir.
I. Na ferrita α, a solubilidade de carbono é muito baixa, em função da forma e do tamanho das posições intersticiais CCC.
II. A austenita, ou fase γ do ferro, é estável a uma temperatura de 500°C, mas apresenta solubilidade do carbono menor do que na ferrita α.
III. A cementita () forma-se quando o limite de solubilidade para o carbono na ferrita α é excedido abaixo de 727°C.
Está correto somente o que se afirmar em:
- AI;
- BII;
- CIII;
- DI e II;
- EI e III. (alternativa correta)
Resposta comentada
Gabarito Alternativa E
O conceito-chave é que o diagrama Fe-C mostra onde cada fase (ferrita, austenita, cementita) é estável, mas a solubilidade de carbono depende da estrutura cristalina: a ferrita (CCC) tem "buracos" intersticiais pequenos, enquanto a austenita (CFC) tem espaços maiores, permitindo dissolver muito mais carbono.
- (A) Incorreta: A afirmação I está correta, mas a alternativa A diz que só ela é correta, ignorando a III que também é verdadeira.
- (B) Incorreta: A afirmação II é falsa, pois a austenita não é estável a 500°C (ela só existe acima de ~727°C) e, além disso, sua solubilidade de carbono é maior que a da ferrita, não menor.
- (C) Incorreta: A afirmação III está correta, mas a alternativa C diz que só ela é correta, ignorando a I que também é verdadeira.
- (D) Incorreta: A afirmação II é falsa (como explicado na B), então qualquer combinação que inclua II está errada.
- (E) Correta: As afirmações I e III são verdadeiras: a ferrita α (CCC) realmente tem baixíssima solubilidade de carbono (máx. ~0,022% a 727°C) devido aos interstícios pequenos, e a cementita () precipita quando esse limite é excedido abaixo de 727°C, formando perlita (ferrita + cementita).
Armadilha da banca: O distrator mais tentador é a alternativa D (I e II), porque muitos alunos lembram que a austenita é uma fase "quente" e assumem que ela dissolve menos carbono que a ferrita "fria". Na verdade, é o oposto: a estrutura CFC da austenita tem octaedros maiores, dissolvendo até ~2,11% C, enquanto a ferrita CCC dissolve no máximo ~0,022% C. A banca explora essa inversão de raciocínio.
Fonte: FGV TRF1 2024 Analista Judiciário - Engenharia Mecânica (Caderno Tipo 1). Reproduzida para fins de estudo.