Questão de Engenharia Mecânica — Materiais de Construção Mecânica — INSTITUTO AOCP 2021

Microestrutura das ligas Fe-C: aços eutetoides, hipoeutetoides e hipereutetoides

Gabarito: letra C. No resfriamento lento e controlado de um aço hipereutetoide (teor de carbono entre 0,77% e 2,14% em peso), a microestrutura final é composta por perlita e cementita proeutetoide — exatamente o que afirma a alternativa C. Essa é a leitura direta do diagrama de fases Fe-Fe₃C, que rege a formação das microestruturas em função do teor de carbono e da taxa de resfriamento.

A questão cobra o domínio do diagrama de fases ferro-carbono, especificamente a classificação dos aços e a previsão das microestruturas formadas no resfriamento lento (condições de equilíbrio). Vamos organizar o raciocínio:

• Aços são ligas Fe-C com teor de carbono entre 0,008% e 2,14% em peso. Abaixo de 0,008% têm-se os ferros comerciais (ferro puro); acima de 2,14% até 6,67%, os ferros fundidos.

• Os aços se subdividem em:

  • Eutetoide (0,77% C): ao resfriar lentamente, transforma-se integralmente em perlita (microestrutura lamelar alternada de ferrita e cementita).

  • Hipoeutetoide (< 0,77% C): forma ferrita proeutetoide + perlita.

  • Hipereutetoide (> 0,77% C): forma cementita proeutetoide + perlita.

• A perlita é a microestrutura lamelar com aparência de madrepérola (daí o nome), composta por camadas alternadas de ferrita (α) e cementita (Fe₃C).

• A cementita (Fe₃C) é um composto intermetálico duro e frágil, com 6,67% C — não é a microestrutura lamelar.

• A martensita é formada por resfriamento rápido (têmpera), não por resfriamento lento, e tem morfologia de agulhas, não lamelar.

A pegadinha da banca está em trocar os termos: chamar a perlita de cementita, classificar os aços como "eutetoides" quando o correto é "eutetoide" apenas para 0,77% C, e inverter as microestruturas proeutetoide dos aços hipo e hipereutetoide.

Alternativa A — ❌ Incorreta

A microestrutura lamelar com aparência de madrepérola é a perlita, não a cementita. A perlita é um constituinte bifásico (ferrita + cementita) formado no resfriamento lento de aços eutetoides. A cementita é uma fase isolada (Fe₃C), dura e frágil, sem morfologia lamelar. A alternativa confunde o constituinte com a fase.

Alternativa B — ❌ Incorreta

As ligas Fe-C com 0,008% a 2,14% C são classificadas como aços, mas não como "aços eutetoides". O termo "eutetoide" refere-se especificamente ao aço com 0,77% C, que se transforma integralmente em perlita. Aços com outros teores são hipoeutetoides (< 0,77%) ou hipereutetoides (> 0,77%). A alternativa generaliza indevidamente.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

No resfriamento lento (condições de equilíbrio) de um aço hipereutetoide (0,77% < C < 2,14%), a microestrutura final é composta por perlita + cementita proeutetoide. A cementita proeutetoide forma-se nos contornos de grão da austenita antes da reação eutetoide, e o restante transforma-se em perlita. É exatamente o que a alternativa afirma.

Alternativa D — ❌ Incorreta

A microestrutura lamelar com aparência de madrepérola é a perlita, não a martensita. Além disso, a perlita forma-se em resfriamento lento, não em altas taxas de resfriamento. A martensita é produto de têmpera (resfriamento rápido) e tem morfologia acicular (agulhas), não lamelar. A alternativa erra tanto na identificação da microestrutura quanto na condição de resfriamento.

Alternativa E — ❌ Incorreta

No resfriamento lento de um aço hipoeutetoide (< 0,77% C), a microestrutura é ferrita proeutetoide + perlita, não cementita proeutetoide. A cementita proeutetoide só aparece em aços hipereutetoides. A alternativa troca a fase proeutetoide: ferrita (hipo) por cementita (hiper).

Gabarito: letra C