Aula 08- Diagrama de Fase

01/04/2015

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Materiais EltricosELE0209D

Professora

Me. Cristiane Marin

CENTRO DE CINCIAS EXATAS E DA TECNOLOGIA (CCET)

MicroestruturaDiagrama de fase


Microestrutura

O estudo do diagrama de fases importante pois estes

fornecem informaes sobre fuso, cristalizao bem como o

desenvolvimento da microestrutura de uma liga.


IntroduoCENTRO DE CINCIAS EXATAS E DA TECNOLOGIA (CCET)

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Fase: poro homognea de um sistema que tem igualcomposio qumica, estrutura cristalina e interfaces com omeio.


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Conceitos bsicos

Componente: metais puros e/ou compostos que compem

uma liga.

Soluto: elemento em menor concentrao.

Solvente: elemento ou composto em maior quantidade.

Sistema: corpo especfico do material (cadinho com ao

fundido) ou ento pode ser relacionado a srie de ligas

possveis que so compostas pelos mesmos componentes (liga

ferro-carbono)


Limite de solubilidade

Para um sistema de ligas e em uma dada temperatura

especfica, existe uma concentrao mxima de tomos do

soluto que podem se dissolver no solvente para formar uma

soluo slida.

A adio de soluto em excesso resulta em outra

soluo slida ou um composto com composio diferente.


Sistema gua com acar: 122211 2


Limite de solubilidade Fases

Fase: poro homognea de um sistema que possui

caractersticas fsicas e qumicas uniformes.

Sistemas homogneos: uma nica fase.

Sistemas heterogneos: sistemas compostos por 2 ou mais

fases denominadas misturas.


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Microestrutura

Comportamento mecnico microestrutura

- Nmero de fases;

- Propores dos elementos;

- Arranjos atmicos.


Equilbrio de Fases

Equilbrio depende de uma grande termodinmica:

energia livre.

- energia interna de um sistema;

- aleatoriedade ou desordem de tomos ou molculas

(entropia).

Equilbrio = energia livre minimizada.

*sistemas metaestveis.


Diagrama de fases de um componente (unrios)

Diagrama de fases (diagrama de equilbrio):

- temperatura;

- presso;

- Composio (cte)


Diagrama de fases de Binrio

Presso mantida constante (1 atm), temperatura e

composio so parmetros variveis.

Os diagramas binrios so mapas que representam as

relaes entre a temperatura e as composies e quantidades

das fases em equilbrio.


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Sistema isomorfo - Cobre- nquel

Linha liquidus

Linha solidus

Fases slidas: (, , , ...)


Interpretao do diagrama de fases

1 Fases presentes;

2 Composio dessas fases;

3 - Porcentagens ou fraes das fases.


1 Fases presentes no

ponto A: fase


2 Composio das fases

presentes no ponto A:

(60%pNi-40%pCu) a 1100C


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3- Fraes das fases:

regio monofsica

60%pNi-40%pCu


1 Fases presentes

no ponto B: +L


2 Composio das

fases no ponto B:

35%pNi-65%pCu


3- Fraes das fases:

regio bifsica:

REGRA DA

ALAVANCA


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= 0

=0

Se:0 = 35

=31,5 = 42,5

Calcule WL e W.


=

+

= 0

=

+

=0

W = frao mssicaL = fase lquida = fase slida


Microestruturas em ligas isomorfas

Resfriamento em condies de

equilbrio

Resfriamento ocorre

lentamente


Sistemas Eutticos binrios Cu-Ag


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Diagrama de fases para: Pb-Sn

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Liga de chumbo-estranho com a composio euttica. Camadasalternadas de uma soluo slida rica em chumbo (camadas escuras) euma soluo slida da fase rica em estanho (camadas claras).


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Representao

esquemtica da formao da

estrutura euttica para o

sistema chumbo-estanho.



Representao

esquemtica das

microestruturas em

equilbrio para uma liga

chumbo-estanho com

composio C4,

resfriada a partir da

fase lquida.



Microestrutura composta por

uma fase primria rica em

chumbo e uma estrutura

euttica lamelar que consiste

em uma fase rica em estanho

e uma fase rica em chumbo

(camadas escuras)


Diagrama de fases Ferro Carbeto de Ferro (Fe Fe3C)

O ferro puro, ao ser aquecido, apresenta DUASmudanas de estrutura cristalina antes de fundir.

Temperatura ambiente: ferrita, ou ferro , CCC.

912 C, austenita , ferro , CFC.

1394 C , ferrita , CCC

1538 C o ferro se funde.

Com base na composicao, as ligas ferrosas tem tresclassificacoes: Ferros (2,14%p C)


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CFC

CCC

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