9.8. O Sistema Fe-C(III):Reação Eutetóide

Pode também ser observado no diagrama de fases a existência de um ponto invariante eutético. Por essa reação eutética (1), um líquido de composição eutética (4,3%p de carbono (C)) se solidifica -sob resfriamento lento- quando cruza a temperatura de 1147°C, para formar as fases austenita e cementita. O resfriamento subseqüente promoverá as transformações de fase adicionais. A reação eutética é:

(9.1)

A Equação acima mostra que a reação eutética ocorre no resfriamento e no aquecimento.
Também pode ser observado no diagrama de fases a existência de um ponto invariante eutetóide (2). Para essa reação eutetóide, uma austenita de composição eutetóide (0,76%p C) se transforma em ferrita e cementita imeditamente abaixo da temperatura eutetóide de 727°C. Deve frisar que isto ocorre somente quando se empregam taxas de resfriamento extremamente lentas. O nome eutetóide é uma analogia com a reação eutética e não é uma reação eutética verdadeira. A reação eutetóide é:

(9.2)

Das três transformações invariantes (peritética, eutética e eutetóide), mostradas no diagrama de fases , a única que ocorre completamente no estado sólido é a eutetóide. Como a difusão no estado sólido é relativamente lenta, esta transformação pode ser completamente inibida por uma têmpera do aço (3) que comece numa temperatura superior a 727°C.
Na reação eutetóide -que ocorre mediante resfriamento lento- a fase sólida (estrutura CFC, veja Figuras 3.a,3.b e 3.c do Capítulo 3) se transforma em ferrita (CCC,veja Figuras 3.a,3.b e 3.c do Capítulo 3) e em cementita (ortorrômbica). Há quase 12% de cementita e pouco mais de 88% de ferrita na mistura resultante da decomposição. A temperatura é suficientemente baixa para que a formação da grafita seja considerada desprezível.
A microestrutura desse aço eutetóide consiste em camadas alternadas ou lamelas das duas fases ( e ), que se formam simultaneamente durante a transformação, e a razão entre as espessuras das camadas de ferrita e de cementita é de aproximadamente de 8 para 1.
Essa microestrutura é conhecida por perlita, pois, quando vista ao microscópio, sob pequenas ampliações, ela possui uma aparência de pérola. Como a perlita provém da austenita de composição eutetóide, a quantidade de perlita presente é igual à da austenita eutetóide transformada. A Figura 9.h apresenta uma representação esquemática do desenvolvimento das microestruturas, durante a solidificação em condições de equilíbrio, para uma liga ferro-carbono de composição eutetóide, acima e abaixo da temperatura eutetóide. A segunda parte da Figura 9.h é uma fotomicrografia de um aço de composição eutetóide mostrando uma microestrutura perlítica, que consiste em camadas alternadas de ferrita (fase clara) e (camadas finas e escuras).

Figura 9.h – Representação esquemática do desenvolvimento das microestruturas, durante a solidificação em condições de equilíbrio, para uma liga ferro-carbono de composição eutetóide, acima e abaixo da temperatura eutetóide. A Fotomicrografia é de um aço de composição eutetóide mostrando a microestrutura da perlita, que consiste em camadas alternadas de ferrita e cementita( , lamelas finas e claras).