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engenharia mecanica
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05/02/2014
1
Diagrama de Fases
Disciplina: Engenharia de Materiais Metálicos
Curso: Engenharia Mecânica
Universidade Federal de São João Del Rei
O que é fase?
• Toda FASE possui três características fundamentais:
– Homogeneidade estrutural
– Homogeneidade química
– Interfaces
• COMPONENTE e SISTEMA
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Exemplos
©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used
herein under license.
Quantas fases e quantos componentes temos em cada situação?
Exemplos
Quantas fases temos em cada situação?
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líquido sólido
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Limite de solubilidade
Solução Sólida (um mecanismo de endurecimento em metais)
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Diagrama de fases unário
Diagramas de fases binários
• Diagrama isomorfo
• Diagrama com eutético
• Diagramas mais complexos (Fe-C)
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Diagrama de fase binário isomórfico
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Linha líquidus
Linha sólidus
Interpretação de diagramas de fases
• três etapas importantes:
– Determinação das fases presentes
– Determinação da composição das fases
– Determinação das quantidades de cada fase
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Determinação das fases presentes
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A
B
C
• Linha de amarração - usada em campos bifásicos
Determinação da composição das fases presentes
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CL = 20% Cr2O3- 80%Al2O3
CS = 50% Cr2O3- 50%Al2O3
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• Linha de amarração fornece a composição química de cada fase
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Líquido:
32% Ni, 68% Cu
Para qualquer liga
Cu-Ni entre 32 e
45% de Ni a
1250oC
Determinação da composição das fases presentes
Sólido:
45% Ni, 55% Cu
Determinação das quantidades de cada fase
• - Regra da alavanca fornece a quantidade (fração) de cada fase
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Liga Cu-Ni com 40% de
Ni a 1250oC
%5,38%1003245
4045%
xL
%5,61%1003245
3240%
xS
%L = CS – Cliga x 100 CS – CL
%S = Cliga – CL x 100 CS – CL
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Solidificação
• Resfriamento em equilíbrio
– Taxas lentas
– Microestruturas homogêneas
• Resfriamento fora de equilíbrio
– Taxas mais rápidas
– Microestruturas heterogêneas
Solidificação com resfriamento em equilíbrio
Exemplo (Solidificação de uma liga Cu-Ni)
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Solidificação com resfriamento fora de equilíbrio
Liga com 40% de Ni
segregação de Cu
Esquema de grão com segregação
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Efeito da solução sólida na resistência a tração
Diagrama com Eutético
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Liga Pb-Sn - rica em Pb
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Liga Pb-Sn com mais Sn
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Diferença entre fases coerentes e incoerentes
Incoerente Coerente
Formação do eutético
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Liga hipoeutética
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Diagramas mais complexos
• Soluções sólidas terminais x soluções sólidas intermediárias
• Compostos intermetálicos
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Diagrama Cobre-Zinco
Diagrama Magnésio-Chumbo
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Transformações em diagramas de fases
• Eutética L a + b
• Eutetóide g a + b
• Peritética a + L b
• Monotética L1 L2 + a
• Perictetóide a + b g
Transformação Peritética a + L b
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Transformação Eutetóide g a + b
Sistema Fe-C
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Liga eutetóide
Liga hipoeutetóide
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Composição de fases pró-eutetóides
Liga hipereutetóide
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Exercícios recomendados
• Callister 7ª edição: Capítulo 9 em geral.
alguns interessantes: 9.13, 9.15, 9.29, 9.32, 9.49, 9.51, 9.53, 9.58.
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