diagramas de fase
DESCRIPTION
Material didático elaborado pela professora Ana Sofia C. M. d´Oliveira, da UFPr, para uso em aulas de pós-graduação da disciplina Metalurgia Física.TRANSCRIPT
A.S.D’Oliveira
Diagramas de
fase
A.S.D’Oliveira
Mapas que representam a relação de fases em função da
temperatura, pressão e composição química
Fornecem informação necessária para o controle das
fases/microestrutura em um dado material
O que são Diagramas de Fase?
Os diagramas de fase podem representar sistemas:
Solubilidade total
Solubilidade parcial
Insolubilidade
A.S.D’Oliveira
Diagramas de fase
Sistema Isomorfo
Solubilidade total
Sistema eutético
Solubilidade parcial
A.S.D’Oliveira
Ao misturar o elemento A e o B na solidificação pode se formar uma solução
sólida/fase com características distintas das de A ou de B
Solução sólida vs mistura
Heterogênea; mais de
uma fase presente
Fase Homogênea de
composição química
variável
Diagramas de fase
Fase é a porção homogênea de um sistema que tem
características físicas e químicas definidas
A.S.D’Oliveira
Uma fase é identificada pela composição química e microestrutura
A interação de 2 ou mais fases em um material permite a obtenção de
propriedades diferentes
É possível alterar as propriedades do material alterando a morfologia e
distribuição das fases
Diagramas de fase
Fase é a porção homogênea de um sistema que tem
características físicas e químicas definidas
A.S.D’Oliveira
Informação fornecida pelo diagrama de fases:
Temperatura de fusão
Fases presentes em função da temperatura
Composição química das fases
Proporção das fases
Limite de Solubilidade
Distribuição de fases
Diagramas de fase
A.S.D’Oliveira
Diagramas de fase
Limite de solubilidade...
A.S.D’Oliveira
Diagramas de fase
Sistema isomorfo
Resfriamento no equilíbrio
A.S.D’Oliveira
Sistema isomorfo
Resfriamento fora do equilíbrio
Diagramas de fase
A.S.D’Oliveira
Comp. Liq= 31,4% Ni e 68,9%Cu
Comp. Sol. = 42,5,4 %Ni e %57,5Cu
L = S
R+S
S = R
R+S
L = C-C0
C-CL
S = Co-CL
C-CL
Composição das fases
Proporção das fases
Diagramas de fase
Sistema isomorfo
A.S.D’Oliveira
Diagramas de fase
Sistema eutético
Liga até 2wt% Sn
O que determina as
propriedades
mecânicas desta liga?
A.S.D’Oliveira
Diagramas de fase
Liga com 10% Sn
Como alterar as propriedades
mecânicas desta liga?
A.S.D’Oliveira
Diagramas de fase
Liga com composição
eutética
L + Reação eutética
Desenvolvimento da estrutura
lamelar
A.S.D’Oliveira
Diagramas de fase
Liga Hipoeutética
A.S.D’Oliveira
Diagramas de fase
• Região preta é a fase
primária rica em Pb
• Lamelas são constituídas de
fase rica em Pb e fase
rica em Sn
Microestrutura de uma liga hipoeutética
A.S.D’Oliveira
Diagramas de fase
A.S.D’Oliveira
Diagramas de fase
L -> α + βγ -> α + β
A.S.D’Oliveira
Reação peritética L + α -> β
Reação periotetóide α + β -> δ
Reações relativamente lentas que ocorrem em geral em torno
dos contornos de grão
Diagramas de fase
A.S.D’Oliveira
Diagramas de fase
Fases intermediárias
A.S.D’Oliveira
Diagramas de fase
Fases intermediárias
Sem solubilidade
Com solubilidade
A.S.D’Oliveira
Diagramas de faseConsidere para o diagrama abaixo que:
Fase de elevada ductilidade;
fase dúctil mas menos que
fase de elevada resistência
i. Complete diagrama e identifique reações eutética e peritética
ii. Descreva a estrutura da liga hipoeutética na temperatura de 200°C.
iii. Para a liga hipereutética determine composição química e proporção das
fases a temperatura ambiente
iv. Se de 28% a 97%B estão presentes sempre as mesmas fases porque se
devem esperar propriedades diferentes?
A.S.D’Oliveira
Efeito dos elementos de liga
Diagramas Ternários
A.S.D’Oliveira
Efeito dos elementos de liga
Efeito sobre a T
do eutetoide
Diagramas de fase
A.S.D’Oliveira
Diagramas de faseInfluência do carbono no diagrama Fe-Cr
A.S.D’Oliveira
Diagramas de fase
Diagramas Ternários
Cortes isotérmicos
A.S.D’Oliveira
Diagrama Fe-C
E
Resfriamento fora do equilibrio
A.S.D’Oliveira
Diagrama Fe-Fe3C
Cristalografia do ferro puro
Limites de solubilidade
Patamares e reações importantes
Diagramas de fase
A.S.D’Oliveira
Hipoeutetóide
Eutetóide
Hipereutetóide
Diagramas de fase
A.S.D’Oliveira
Microestruturas obtidas por resfriamento rápida:
A.S.D’Oliveira
Microestruturas obtidas por resfriamento rápida:
Curvas TTT Curvas TRC
A.S.D’Oliveira
Microestruturas obtidas por resfriamento rápida:
A.S.D’Oliveira
perlita grossa
perlita fina
Microestruturas obtidas por resfriamento rápida:
A.S.D’Oliveira
Resfriamento rápido Aço Eutetoide/ Austempera
Bainita
A.S.D’Oliveira
Resfriamento rápido Aço Eutetoide
Martensita
Tempera
TCC
A.S.D’Oliveira
Revenido
Resfriamento rápido Aço Eutetoide
A.S.D’Oliveira
Relação microestrutura-
propriedades
A.S.D’Oliveira
TTT - Aço hipereutetóide TRC - Aço hipoeutetóide
A.S.D’Oliveira
A + B
A + P
A + A
BP
A
50%
0
200
400
600
800
0.1 10 103 105
time (s)
M (start)
M (50%)
M (90%)
Diagrama TTT Fe-0.45wt%C
Identificar sequência de
resfriamento
a) 100% martensita
b) Perlita, ferrita e bainita
c) Perlita e ferrita
d) Bainita e martensita
A.S.D’Oliveira
Exercícios
Diagrama TRC Fe-0.30wt%C
Identifique as
microestruturas resultantes
Martensíta
Ferrita e martensita
Ferrita, perlita e martensita
Ferrita e perlita fina
Ferrita e perlita grosseira
A.S.D’Oliveira