Aula 8 Diagrama de Fases
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Diagrama de Fases
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Diagrama de Fase
Diagramas de fases so mapas que permitem prever a microestrutura de um material em funo da temperatura e composio de cada componente
Fase uma poro homognea do material que tem propriedades fsicas ou qumicas uniformes
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Fonte: Donald R. Askeland; Pradeep P. Phul - The Science and Engineering of Materials, 4th ed.
Diagrama de fase unitrio para o magnsio
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Ilustrao de fases e solubilidade: (a) As trs formas da gua: slida, lquida e gasosa; (b) gua e lcool tm solubilidade ilimitada; (c) Sal e gua possuem solubilidade limitada; (d) gua e leo no possuem solubilidade.
Fonte: Donald R. Askeland; Pradeep P. Phul - The Science and Engineering of Materials, 4th ed.
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Limite de Solubilidade Os diagramas de fase podem representar sistemas:
Solubilidade total Solubilidade parcial Insolubilidade
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Conceitos
Diagrama de fase binrio Diagrama de fase para um sistema de dois componentes;
Diagrama de fase ternrio Diagrama de fase para um sistema de trs componentes;
Diagrama de fase isomorfo Diagrama de fase no qual os componentes apresentam solubilidade slida ilimitada;
Temperatura liquidus Temperatura na qual o primeiro slido se forma durante a solidificao;
Temperatura solidus Temperatura abaixo da qual todo o lquido est completamente solidificado.
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Diagramas de fase para sistema binrio
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Gasolina - E22 lcool - E10022% Etanol 93% Etanol 78% Gasolina 7% gua
Outros Exemplos:0% E22100% E1000% Gasolina93% Etanol7,0% gua
25% E2275% E10019,5% Gasolina75,25% Etanol5,25% gua
50% E2250% E10039% Gasolina57,5% Etanol3,5% gua
75% E2225% E10058,5% Gasolina39,75% Etanol1,75% gua
100% E220% E10078,0% Gasolina22,0% Etanol0% gua
DIAGRAMA DE EQUILDIAGRAMA DE EQUILBRIO DE FASE PARA O SISTEMA: ETANOL, BRIO DE FASE PARA O SISTEMA: ETANOL, GUA e GASOLINAGUA e GASOLINA
GUA 100% Vol.GUA 100% Vol.GASOLINA 100% Vol.GASOLINA 100% Vol.
ETANOL 100% Vol.ETANOL 100% Vol.
Linha de PossLinha de Possveis Misturasveis Misturas
80
70
60
50
40
30
20
10
90
80
70
60
50
40
30
20
10
90
80
70
60
50
40
30
20
10
90
Dados em % de Volume a 24Dados em % de Volume a 24CC
Exemplo Prtico:40% E2260% E100
31,2% Gasolina64,6% Etanol
4,2% gua
REGIO DE 2 FASESREGIO DE 2 FASES
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Interpretao do diagrama de equilbrio
Fases presentes - localiza-se a temperatura e composio desejada e verifica-se o nmero de fases presentes
Composies dessas fases Porcentagem das fases - quantidades
relativas das fases (regra da alavanca)
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Identificao das fases
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Composio das fases
Constri-se uma linha de amarrao atravs da regio bifsica temperatura da liga
Anotam-se as interseces da linha de amarrao com as fronteiras entre as fases em ambos os lados
Traam-se linhas perpendiculares linha de amarrao a partir dessas interseces at o eixo horizontal das composies, onde a composio em cada uma das respectivas fases pode ser lida
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SISTEMA Cu-NiDETERMINAO DAS FASES PRESENTES E DA COMPOSIO QUMICA DAS FASES
Comp. Liq= 32% de Ni e 68% de CuComp. Sol. = 45% de Ni e 55% de Cu
B
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Determinao da quantodade das fases
Linha de amarrao construda atravs da regio bifsica na temperatura da liga
A composio global da liga localizada sobre a linha de amarrao
A frao de uma fase calculada tomando-se o comprimento da liga de amarrao desde a composio global at a fronteira entre fases com a outra fase e ento dividindo-se esse valor pelo comprimento total
A frao da outra fase determinada de maneira semelhante
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SISTEMA Cu-NiDeterminao das quantidades relativas das fases
Composio das fases
Percentagem das fasesFase lquida
Fase slida
Comp. Liq= 31,4% Ni e 68,9%CuComp. Sol. = 42,5,4 %Ni e %57,5Cu
L = SR+S
S = RR+S
L = C-C0C-CL
L = Co-CLC-CL
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Diagrama de fase e microestrutura
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Sistemas Eutticos Binrios
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Reaes invariantes em diagramas de fase
Fonte: Donald R. Askeland; Pradeep P. Phul - The Science and Engineering of Materials, 4th ed.
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Identifique as reaes invariantes:
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Microestrutura em ligas eutticas Abaixo do euttico
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Microestrutura em ligas eutticas euttico
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Microestrutura em ligas eutticas euttico
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Sistema Ferro - Carbono
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Evoluo Microestruturas
Concentrao eutetide
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Evoluo Microestruturas
Concentrao Hipoeutetide
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Evoluo Microestruturas
Concentrao hipereutetide
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Glossrio