Ciencias dos Materiais-Diagrama de fase Parte_03

Exemplo 3: Determine as fases presentes, proporção e composição para o diagrama CuNi na T 1250°C com composição inicial de 40%Ni 60%Cu.

4.6.3 Diagrama de Fases de Solução Sólida Ilimitada4.6.3 Diagrama de Fases de Solução Sólida Ilimitada4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES

Exemplo 3: T 1260°C - 40%Ni 60%Cu.

Proporção das Fases:

% L = 43-40 *100 = 30%43-33

% = 40-33 *100= 70%43-33

Fases Presentes: L

Composição das Fases:L 33% Ni e 77% Cu 43% Ni e 57% Cu


Exemplo 4: Determine a temperatura líquidus e sólidus e o intervalo de solidificação de uma liga 40% Ni.


Exemplo 4: Determine a temperatura líquidus e sólidus e o intervalo de solidificação de uma liga 40% Ni.

Curva de resfriamento de uma liga isomorfa durante a solidificação. A inclinação da curva de resfriamento indica as temperaturas de líquidus e sólidus, no caso de uma liga Cu - 40%Ni.

4.6.3 Diagrama de Fases de Solução Sólida Ilimitada4.6.3 Diagrama de Fases de Solução Sólida Ilimitada

1240ºC

1280ºC

Remoção do calor latente de fusão

4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES

Exemplo 5: Desenhe a microestrutura esperada para o diagrama Cu Ni durante a solidificação de uma liga 40%Ni


Exemplo 5: Diagrama Cu Ni solidificação da liga 40% Ni

Desenvolvimento da microestrutura

de uma liga 40% de Ni durante o

resfriamento em EQUILÍBRIO


Mudança na estrutura de uma liga com 40% de

Cu, durante a solidificação em

NÃO EQUILÍBRIO

Diagrama Cu Ni solidificação da liga 40%Ni considerando condições reais


• A microestrutura só segue o diagrama de equilíbrio para velocidades de solidificação lentas

• Na prática, não há tempo para a difusão completa e as microestruturas não são exatamente iguais às do equilíbrio

• O grau de afastamento do equilíbrio dependerá da taxa de resfriamento

• Como conseqüência da solidificação fora do equilíbrio tem-se a segregação (a distribuição dos 2 elementos no grão não é uniforme, sendo o centro do grão mais rico do elemento com o elemento de maior ponto de fusão)

4.6.3 Diagrama de Fases de Solução Sólida Ilimitada4.6.3 Diagrama de Fases de Solução Sólida Ilimitada

Solidificação da liga considerando condições reais


A distribuição dos 2 elementos no grão não é uniforme, sendo o centro do grão mais rico do elemento com o maior ponto de fusão

4.6.3 Diagrama de Fases de Solução Sólida Ilimitada4.6.3 Diagrama de Fases de Solução Sólida IlimitadaSolidificação da liga considerando condições reais

Condições ideais Condições reais (não equilíbrio)


4.6.4 Regra de Gibbs4.6.4 Regra de Gibbs

Quantas fases estão presentes em um

determinado ponto?

Quantos componentes a mistura apresenta?

Quantos graus de liberdade tem o sistema?

REGRA DE GIBBS


Exemplo 6: Determine os graus de liberdade do sistema para os pontos indicados no diagrama Cu Ni. O que significa o valor calculado para cada ponto?

A

B

C

4.6.4 Regra de Gibbs4.6.4 Regra de Gibbs4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES

Exemplo 6: Determine os graus de liberdade do sistema para os pontos indicados no diagrama Cu Ni. O que significa o valor calculado para cada ponto? F = C - P +1

Ponto A:

F = 2 - 1 +1 = 2

Pode-se variar a composição e a temperatura da liga e obtém-se a mesma fase.

A

B

CPonto C:

F = 2 - 1 +1 = 2

Pode-se variar a composição e a temperatura da liga e obtém-se a mesma fase.


C

Exemplo 6: Determine os graus de liberdade do sistema.

Ponto B: F = 2 - 2 +1 = 1

Pode-se variar ou a

composição ou a

temperatura da liga para

coexistir as fases L e .

A

B F = C - P +1

C


4.6.5 Diagrama de Fases sem Solução Sólida4.6.5 Diagrama de Fases sem Solução SólidaDiagrama de fase de eutético binário sem solução sólida

Componentes que formam o sistema :

A e B

A + B não formam uma solução sólida

L - fase líquida (mistura A+B)

Linha líquidus

Linha sólidus


4.6.5 Diagrama de Fases sem Solução Sólida4.6.5 Diagrama de Fases sem Solução SólidaDiagrama de fase de eutético binário sem solução sólida

REAÇÃO EUTÉTICA:

L A + BFases: 1 líquida e 2 sólidas

Temperatura eutética

Composição eutética

Linha líquidus

Linha sólidus = Temperatura eutética

Ex: Al-Si


Diagrama de fase de eutético binário de solução sólida ilimitada

Microestruturas características de diferentes regiões em um diagrama de fases binário de eutético sem solução sólida.

4.6.5 Diagrama de Fases sem Solução Sólida4.6.5 Diagrama de Fases sem Solução Sólida4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES

4.6.5 Diagrama de Fases sem Solução Sólida4.6.5 Diagrama de Fases sem Solução SólidaExemplo 7: Determine as fases presentes, proporção e composição para o diagrama abaixo, no ponto indicado.

25

50

75

C


4.6.5 Diagrama de Fases sem Solução Sólida4.6.5 Diagrama de Fases sem Solução Sólida

Exemplo 7: Determine as fases presentes, proporção e composição para o diagrama abaixo, no ponto indicado.

25

50

75


% L = 100-75 *100 = 41,67%100-40

% B = 75-40 *100= 58,33%100-40

Fases Presentes: L

B

Composição das Fases:L 40% B e 60% AB 100% B

C


4.6.6 Diagrama de Fases de Solução Sólida limitada4.6.6 Diagrama de Fases de Solução Sólida limitadaDiagrama de fase de eutético binário de solução sólida limitada

Componentes:

A e B

Fases:

L - líquido

- solução sólida de B em A

- solução sólida de A em B

Linhas:

SÓLVUS: limite de solubilidade de A em B ou de B em A

Líquidus

Sólidus

Líquidus

Sólidus

Sólvus


Microestruturas características de diferentes regiões em um diagrama de fases de eutético binário com solução sólida limitada.

4.6.6 Diagrama de Fases de Solução Sólida limitada4.6.6 Diagrama de Fases de Solução Sólida limitada4-6 DIAGRAMA DE FASES4-6 DIAGRAMA DE FASES

Exemplo: Diagrama Pb Sn4.6.6 Diagrama de Fases de Solução Sólida limitada4.6.6 Diagrama de Fases de Solução Sólida limitada

Líquido +

LINHA SOLVUS

REAÇÃO EUTÉTICA:


4.6.6 Diagrama de Fases de Solução Sólida limitada4.6.6 Diagrama de Fases de Solução Sólida limitadaExemplo 8: Determine as fases presentes, proporção e composição para uma liga Pb-10Sn nas temperaturas de 350°C, 300°C, 200°C e 100°C.



AB

C

D


% L = 100% líquido

Fases Presentes: L

Composição das Fases:L 10% Sn e 90% Pb

A - 350°C



AB

C

D

B - 300°C


% L = 10-5 *100 = 38,46%18-5

% = 18-10 *100= 61,54%18-5

Fases Presentes: L

Composição das Fases:L 18% Sn e 82% Pb 5% Sn e 95% Pb



AB

C

D

C - 200°C


% = 100% sólido

Fases Presentes:

Composição das Fases: 10% Sn e 90% Pb



AB

C

D

D - 100°C


% = 99,9-10 *100 = 93,74%99,9-4

% = 10-4 *100= 6,26%99,9-4

Fases Presentes:

Composição das Fases: 4% Sn e 96% Pb 99,9% Sn e 0,1% Pb


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