05/02/2014

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Diagrama de Fases

Disciplina: Engenharia de Materiais Metálicos

Curso: Engenharia Mecânica

Universidade Federal de São João Del Rei

O que é fase?

• Toda FASE possui três características fundamentais:

– Homogeneidade estrutural

– Homogeneidade química

– Interfaces

• COMPONENTE e SISTEMA

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Exemplos

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Quantas fases e quantos componentes temos em cada situação?

Exemplos

Quantas fases temos em cada situação?

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líquido sólido

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Limite de solubilidade

Solução Sólida (um mecanismo de endurecimento em metais)

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Diagrama de fases unário

Diagramas de fases binários

• Diagrama isomorfo

• Diagrama com eutético

• Diagramas mais complexos (Fe-C)

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Diagrama de fase binário isomórfico

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Linha líquidus

Linha sólidus

Interpretação de diagramas de fases

• três etapas importantes:

– Determinação das fases presentes

– Determinação da composição das fases

– Determinação das quantidades de cada fase

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Determinação das fases presentes

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A

B

C

• Linha de amarração - usada em campos bifásicos

Determinação da composição das fases presentes

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CL = 20% Cr2O3- 80%Al2O3

CS = 50% Cr2O3- 50%Al2O3

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• Linha de amarração fornece a composição química de cada fase

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Líquido:

32% Ni, 68% Cu

Para qualquer liga

Cu-Ni entre 32 e

45% de Ni a

1250oC

Determinação da composição das fases presentes

Sólido:

45% Ni, 55% Cu

Determinação das quantidades de cada fase

• - Regra da alavanca fornece a quantidade (fração) de cada fase

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Liga Cu-Ni com 40% de

Ni a 1250oC

%5,38%1003245

4045%

xL

%5,61%1003245

3240%

xS

%L = CS – Cliga x 100 CS – CL

%S = Cliga – CL x 100 CS – CL

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Solidificação

• Resfriamento em equilíbrio

– Taxas lentas

– Microestruturas homogêneas

• Resfriamento fora de equilíbrio

– Taxas mais rápidas

– Microestruturas heterogêneas

Solidificação com resfriamento em equilíbrio

Exemplo (Solidificação de uma liga Cu-Ni)

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Solidificação com resfriamento fora de equilíbrio

Liga com 40% de Ni

segregação de Cu

Esquema de grão com segregação

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Efeito da solução sólida na resistência a tração

Diagrama com Eutético

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Liga Pb-Sn - rica em Pb

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Liga Pb-Sn com mais Sn

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Diferença entre fases coerentes e incoerentes

Incoerente Coerente

Formação do eutético

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Liga hipoeutética

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Diagramas mais complexos

• Soluções sólidas terminais x soluções sólidas intermediárias

• Compostos intermetálicos

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Diagrama Cobre-Zinco

Diagrama Magnésio-Chumbo

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Transformações em diagramas de fases

• Eutética L a + b

• Eutetóide g a + b

• Peritética a + L b

• Monotética L1 L2 + a

• Perictetóide a + b g

Transformação Peritética a + L b

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Transformação Eutetóide g a + b

Sistema Fe-C

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Liga eutetóide

Liga hipoeutetóide

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Composição de fases pró-eutetóides

Liga hipereutetóide

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Exercícios recomendados

• Callister 7ª edição: Capítulo 9 em geral.

alguns interessantes: 9.13, 9.15, 9.29, 9.32, 9.49, 9.51, 9.53, 9.58.