Determinar a composição de fases para um aço do tipo ASTM 1050, tomando como referência o diagrama de fases abaixo, sabendo que o limite mínimo de dissolução de carbono no ferro é de 0,005% C.

Dados do diagrama (na linha eutetoide, $727\,^{\circ}\text{C}$):

• Composição eutetoide: $C_e \approx 0{,}77\%$ C.
• Solubilidade do C na ferrita no eutetoide: $C_\alpha \approx 0{,}02\%$ C (valor indicado no próprio diagrama).
• Cementita: $C_{\text{Fe}_3\text{C}} = 6{,}67\%$ C.
• A questão informa que o limite mínimo de dissolução de C no ferro é $0{,}005\%$ C (isso é relevante para o “resto” de ferrita após o resfriamento, mas para a fração de perlita vs ferrita pró-eutetoide a referência é a linha de $727\,^{\circ}\text{C}$).

1) Frações microconstituintes: ferrita pró-eutetoide e perlita

Como $0{,}50\% < 0{,}77\%$, o aço é hipoeutetoide. Ao resfriar lentamente até abaixo de $727\,^{\circ}\text{C}$, forma-se:

• ferrita pró-eutetoide + perlita.

Pela regra da alavanca na linha de $727\,^{\circ}\text{C}$ no campo $\alpha + \gamma$ (antes da transformação eutetoide), a fração que vira perlita é a fração de austenita existente imediatamente acima de $727\,^{\circ}\text{C}$:

[ W_{\text{perlita}} = W_{\gamma} = \frac{C_0 - C_\alpha}{C_e - C_\alpha} = \frac{0{,}50 - 0{,}02}{0{,}77 - 0{,}02} = \frac{0{,}48}{0{,}75} \approx 0{,}64. ]

[ W_{\alpha,\text{(pró-eutetoide)}} = 1 - W_{\text{perlita}} \approx 1 - 0{,}64 = 0{,}36. ]

Resultado (microconstituintes):

• Ferrita pró-eutetoide (\approx 0{,}36) → ~36%
• Perlita (\approx 0{,}64) → ~64%

(Arredondando como costuma aparecer em gabaritos: ~35% ferrita e ~65% perlita.)

2) Composição de fases (fases finais): ferrita e cementita

Se a pergunta for interpretada como fração de fases (e não de microconstituintes), então abaixo de $727\,^{\circ}\text{C}$ temos $\alpha + \text{Fe}_3\text{C}$. Usando a regra da alavanca entre $C_\alpha$ (aqui a questão dá o limite mínimo $0{,}005\%$ C) e $6{,}67\%$:

[ W_{\text{Fe}3\text{C}} = \frac{C_0 - C\alpha}{6{,}67 - C_\alpha} = \frac{0{,}50 - 0{,}005}{6{,}67 - 0{,}005} = \frac{0{,}495}{6{,}665} \approx 0{,}074 ; (7{,}4%). ]

[ W_{\alpha} = 1 - W_{\text{Fe}_3\text{C}} \approx 0{,}926 ; (92{,}6%). ]

Resultado (fases finais):

• Ferrita $\alpha$ ≈ 92,6%
• Cementita ($\text{Fe}_3\text{C}$) ≈ 7,4%

Observação: portanto, o aço 1050 pode ser descrito como ~35–36% ferrita pró-eutetoide + ~64–65% perlita (microconstituintes), ou como ~92,6% ferrita + ~7,4% cementita (fases).