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Introdução a Introdução a tecnologia dos tecnologia dos
materiaismateriais
Prof. Henrique Cezar Pavanati, Dr. EngProf. Henrique Cezar Pavanati, Dr. Eng
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINAUNIDADE DE ENSINO DE FLORIANÓPOLISDEPARTAMENTO ACADÊMICO DE METAL MECÂNICA - DAMM
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Diagramas de faseDiagramas de faseDiagramas de Fase ou de Equilíbrio Diagramas de Fase ou de Equilíbrio Diagramas de Fase ou de Equilíbrio Diagramas de Fase ou de Equilíbrio
1. IMPORTÂNCIA:- Dá informações direta sobre as fases presentes no
material em função da temperatura e composição- Conhecendo as fases pode-se estimar o tipo de
microestrutura presente e daí as propriedades
- Permite a visualização da solidificação e fusão
- Dá informações sobre outros fenômenos
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Diagramas de faseDiagramas de fase
LIMITE DE SOLUBILIDADE: é a concentração máxima de átomos de soluto que pode dissolver-se no solvente, a uma dada temperatura, para formar uma solução sólida.
Diagramas de Fase ou de Equilíbrio Diagramas de Fase ou de Equilíbrio Diagramas de Fase ou de Equilíbrio Diagramas de Fase ou de Equilíbrio
Quando o limite de solubilidade é ultrapassado forma-se Quando o limite de solubilidade é ultrapassado forma-se uma segunda fase com composição distintauma segunda fase com composição distinta
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Diagramas de faseDiagramas de fase
Diagramas de Fase ou de Equilíbrio – Sistema Binário Diagramas de Fase ou de Equilíbrio – Sistema Binário Diagramas de Fase ou de Equilíbrio – Sistema Binário Diagramas de Fase ou de Equilíbrio – Sistema Binário
Isomorfo - quando a solubilidade é completa (Exemplo: Sistema Cu-Ni)
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Diagramas de faseDiagramas de fase
- Fases presentes - localiza-se a temperatura e composição desejada e verifica-se o número de fases presentes
- Composição química das fases usa-se o método da linha de conexão (isoterma – linha horizontal do diagrama de fases)
Para um sistema monofásico a composição é a mesma da liga
- Percentagem das fases - (quantidades relativas das fases) regra da alavanca
Interpretação do diagrama de equilíbrioInterpretação do diagrama de equilíbrioInterpretação do diagrama de equilíbrioInterpretação do diagrama de equilíbrio
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Diagramas de faseDiagramas de fase
Comp. Liq= 32% de Ni e 68% de CuComp. Sol. = 45% de Ni e 55% de Cu
Interpretação do diagrama de equilíbrioInterpretação do diagrama de equilíbrioInterpretação do diagrama de equilíbrioInterpretação do diagrama de equilíbrio
Linha de conexão
(isoterma)
Linha de conexão
(isoterma)
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Diagramas de faseDiagramas de fase
• Composição das fases
• Percentagem das fases
Fase líquida
Fase sólida
Comp. Liq= 31,4% Ni e 68,9%CuComp. Sol. = 42,5,4 %Ni e %57,5Cu
L = S R+S
S = R R+S
L = C-C0
C-CL
L = Co-CL
C-CL
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Diagramas de faseDiagramas de faseMudança na composição das fases durante o processo de solidificaçãoMudança na composição das fases durante o processo de solidificaçãoMudança na composição das fases durante o processo de solidificaçãoMudança na composição das fases durante o processo de solidificação
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Diagramas de faseDiagramas de faseSistemas eutéticos binários Sistemas eutéticos binários Sistemas eutéticos binários Sistemas eutéticos binários
Diagrama Chumbo-Estanho
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Diagramas de faseDiagramas de fase
Reação eutética:
Líquido + • Neste caso a solidificação processa-se como num
metal puro, no entanto o produto é 2 fases sólidas distintas.
Microestrutura do eutético:
LAMELAR camadas alternadas de fase e .
Ocorre desta forma porque é a de menor percurso para a difusão
Sistemas eutéticos binários Sistemas eutéticos binários Sistemas eutéticos binários Sistemas eutéticos binários
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Diagramas de faseDiagramas de fase
Líquido +
LINHA SOLVUS
() + ()
Indica solubilidade
Sistemas eutéticos binários Sistemas eutéticos binários Sistemas eutéticos binários Sistemas eutéticos binários
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Diagramas de faseDiagramas de fase
• HIPOEUTÉTICO COMPOSIÇÃO MENOR QUE O EUTÉTICO
• HIPEREUTÉTICO COMPOSIÇÃO MAIOR QUE O EUTÉTICO
Sistemas eutéticos binários Sistemas eutéticos binários Sistemas eutéticos binários Sistemas eutéticos binários
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Diagramas de faseDiagramas de fase
• Região preta é a fase primária rica em Pb
• Lamelas são constituídas de fase rica em Pb e fase rica em Sn
Sistemas eutético binário – Pb-Sn microestrutura Sistemas eutético binário – Pb-Sn microestrutura Sistemas eutético binário – Pb-Sn microestrutura Sistemas eutético binário – Pb-Sn microestrutura
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Diagramas de faseDiagramas de faseDiagrama Ferro - Carbono Diagrama Ferro - Carbono Diagrama Ferro - Carbono Diagrama Ferro - Carbono
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Diagramas de faseDiagramas de fase
FERRO PURO
• FERRO = FERRITA• FERRO = AUSTENITA• FERRO = FERRITA • TF= 1534 C• As fases , e são
soluções sólidas com Carbono intersticial
cfc
ccc
ccc
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Diagramas de faseDiagramas de fase
FERRITA AUSTENITA
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Diagramas de faseDiagramas de fase
FERRO = FERRITA
• Estrutura= ccc• Temperatura “existência”= até
912 C• Fase Magnética até 768 C
(temperatura de Curie)• Solubilidade máx do
Carbono= 0,002% a 727 C• É mole e dúctil
FERRO = AUSTENITA
• Estrutura= cfc (tem + posições intersticiais)
• Temperatura “existência” = 912 -1394C
• Fase Não-Magnética• Solubilidade máx do
Carbono= 2,14% a 1147 C
• É mais dura
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Diagramas de faseDiagramas de fase
• Ferro Puro= até 0,008% de Carbono• Aço= 0,008 até 2,1% de Carbono• Ferro Fundido= 2,1-4,5% de Carbono• Fe3C (CEMENTITA)= Forma-se quando o limite
de solubilidade do carbono é ultrapassado (6,7% de C)
Sistema Fe-FeSistema Fe-Fe33CCSistema Fe-FeSistema Fe-Fe33CC
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Diagramas de faseDiagramas de faseSistema Fe-FeSistema Fe-Fe33C - EutetóideC - EutetóideSistema Fe-FeSistema Fe-Fe33C - EutetóideC - Eutetóide
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Diagramas de faseDiagramas de fase
Perlita
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Diagramas de faseDiagramas de faseSistema Fe-Fe3C - EutetóideSistema Fe-Fe3C - EutetóideSistema Fe-Fe3C - EutetóideSistema Fe-Fe3C - Eutetóide
100% Perlita
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Diagramas de faseDiagramas de faseSistema Fe-Fe3C - hipoeutetóideSistema Fe-Fe3C - hipoeutetóideSistema Fe-Fe3C - hipoeutetóideSistema Fe-Fe3C - hipoeutetóide
Ferrita
Perlita
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Diagramas de faseDiagramas de faseSistema Fe-Fe3C - hipereutetóideSistema Fe-Fe3C - hipereutetóideSistema Fe-Fe3C - hipereutetóideSistema Fe-Fe3C - hipereutetóide
Cementita Fe3C
Perlita