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As causas de fratura no aço ferrita-austenita
Aço ferrita-austenita representa a grande maioria da produção de aço. Geralmente são ligas contendo carbono na faixa de 0,05% a 0,20%, juntamente com outras pequenas quantidades de elementos de liga adicionados para aumentar a resistência à fluência e a tenacidade.
A microestrutura da ferrita-austenita consiste em ferro BBC (ferrita), 0,01% de C, ligas solúveis e Fe3C. Em aço carbono com teor de carbono muito baixo, as partículas de cementita (carbetos) permanecem nas fronteiras e dentro dos grãos de ferrita. No entanto, quando o teor de carbono é superior a 0,02%, a grande maioria do Fe3C forma uma estrutura laminar com alguma ferrita e é chamada de austenita, enquanto tende a se dispersar como "grãos" e glóbulos (precipitados de fronteira de grão) na matriz de ferrita. Na microestrutura do aço de baixo carbono com teor de carbono de 0,10% a 0,20%, o teor de austenita representa 10% a 25%.
Embora as partículas de perlita sejam muito duras, elas podem ser amplamente dispersas na matriz de ferrita e podem se deformar facilmente ao redor da ferrita. Normalmente, o tamanho do grão da ferrita diminui à medida que o teor de perlita aumenta. Isso ocorre porque a formação e a transformação das esferas de perlita vão impedir o crescimento dos grãos de ferrita. Portanto, a perlita aumentará indiretamente a tensão de rendimento à tração δy aumentando d-1/2 (onde d é o diâmetro médio do grão).
A partir da perspectiva da análise de fratura, existem dois intervalos de teor de carbono no aço de baixo carbono que merecem atenção. Em primeiro lugar, quando o teor de carbono é inferior a 0,03%, o carbono existe na forma de esferas de perlita e tem um impacto relativamente pequeno na tenacidade do aço; em segundo lugar, quando o teor de carbono é mais alto, afeta diretamente a tenacidade e a curva de Charpy na forma de perlita.
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