Transformações e estruturas cristalinas do Ferro puro

Ao aquecer o ferro puro da temperatura ambiente à temperatura de fusão ele passa por várias transformações cristalinas e exibe duas modificações alotrópicas diferentes. Se essa amostra de ferro puro for aquecida a uma taxa constante, durante a transformação cristalina, a temperatura se mantém constante até a transformação esteja completa. 

Os átomos dos metais são dispostos em um padrão tridimensional chamado estrutura cristalina. As duas estruturas cristalinas do ferro são chamada de ferrita e austenita, suas faixas de estabilidade e temperaturas de transformação são mostradas a seguir:

Curva de aquecimento e resfriamento para ferro puro (THELNING, 2000).

As terminologias da cruva de aquecimento e resfriamento do ferro puro foram determinadas pelo francês Le Chaterlier. A ocorrência de uma parada é indicada pela letra "A" ("arrêt"). Se a transformação ocorrer no resfriamento utiliza-se a letra "r" ("refroidissement"); se ocorrer durante o aquecimento "c"("chauffage"). Os pontos Ac e Ar não são necessáriamente coincidentes (mesma temperatura), a não ser que a taxa de aquecimento e resfriamento seja infinitamente lenta. 

Estrutura Cristalina Ferrita (THELNING, 2000).

A estrutura da ferrita possui um átomo em cada canto da célula unitária e um átomo ao centro, por isso sua estrutura é a cúbica de corpo centrado (Body-Centered Cubic lattice - BCC).  A ferrita é estável abaixo de 911 °C, e também entre 1392 °C e seu ponto de fusão, sendo chamada de ferro-α e ferro-δ, respectivamente.

Estrutura Cristalina Austenita (THELNING, 2000).

A austenita possui a estrutura com face centrada (Face-Centered Cubic lattice - FCC). A austenita, designada como ferro-γ, é estável entre 911 °C e 1392 °C.

Fontes:

- Thelning, K. Steel and Its Heat Treatment, 2000.

- Black, JT. Degarmo's Materials and Processes in Manufacturing, 2012.

- Chiaverini, V. Aços e Ferros Fundidos, 1982.