4 - Diagramas de Equilíbrio

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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
 
 
Prof. M.Sc.: Anael Krelling 
 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
•São mapas que permitem prever a microestrutura de um material em 
função da temperatura e composição de cada componente; 
 
•Informações sobre fenômenos de fusão, fundição, cristalização e 
outros; 
 
•Correlação entre microestrutura e propriedades mecânicas. 
 
 O desenvolvimento de uma microestrutura está relacionado 
com as características de seu diagrama de fases. 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
DIAGRAMA DE FASES UNÁRIO 
 
 Em um diagrama unário: 
 
•Linhas ou curvas – equilíbrio entre duas fases 
 
•Pontos – equilíbrio entre três fases 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
SISTEMA ISOMORFO BINÁRIO 
 
•O mais comum é o sistema Cu-Ni; 
 
•Isomorfo porque os componentes apresentam solubilidade total 
tanto no estado líquido quanto no estado sólido; 
 
•Solução Sólida Substitucional; 
 
•Microestrutura CFC. 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
•Qual a temperatura de fusão do Cu? 
 
•Qual a temperatura de fusão do Ni? 
 
•Quais fases estão presentes no ponto A? 
 
•Quais fases estão presentes no ponto B? 
 
•Qual a composição das fases presentes no ponto A? 
 
•Qual a composição das fases presentes no ponto B? 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
../Vídeos/Diagrama SS binário.exe
SISTEMAS EUTÉTICOS BINÁRIOS 
3 regiões 
monofásicas 
 
3 regiões bifásicas 
 
Temperatura de 
fusão 
 
Transformação 
eutética 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
eutético hipereutético hipoeutético 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
1 – Material totalmente 
líquido 
 
2 – Formação dos 
primeiros cristais da fase 
sólida α 
 
3 – Existência de fase 
sólida α e líquido em 
equilíbrio 
 
4 – Última fração de 
líquido sofre reação 
eutética 
 
5 – Existência de fases 
sólidas α e β em equilíbrio 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
1 – Material totalmente 
líquido 
 
2 – Fase sólida α e líquido 
em equilíbrio 
 
3 – Última fração de 
líquido se solidifica 
 
4 – Presença apenas de 
fase sólida α 
 
5 – Formação dos 
primeiros cristais da fase 
sólida β 
 
6 – Existência das fases 
sólidas α e β em equilíbrio 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
REAÇÕES EUTETÓIDES E PERITÉTICAS 
 
 Além do eutético, outros pontos invariantes envolvendo três 
fases diferentes são encontrados para alguns sistemas de ligas: 
•Reação eutetóide 
•Reação peritética 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
O SISTEMA FERRO-CARBONO OU FERRO-CARBETO DE FERRO (Fe-Fe3C) 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
•Base fundamental para estudo e entendimento dos materiais 
estruturais mais utilizados em Metalurgia: os chamados metais 
ferrosos. 
 
•Pode-se classificar os metais ferrosos quanto ao teor de C presente 
em dois grandes grupos de materiais metálicos: 
 
Aços: ligas Fe-C com teores de C até 2,11% (nos aços ao C comuns o 
teor de C normalmente vai até 1,0-1,2%) 
 
Ferros Fundidos: ligas Fe-C com teores de C acima de 2,11% (na 
prática entre 2,5-4,5%) 
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
Aços Ferros Fundidos 19 
DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO 
• AUSTENITA (do nome do metalurgista inglês Robert Austen) - Consiste em uma 
solução sólida intersticial de C (com até 2,11%) no ferro CFC. Em aços ao carbono e 
aços baixa liga só é estável acima de 727°C. Apresenta resistência mecânica em 
torno de 150 MPa e elevada ductilidade e tenacidade. A austenita não é 
magnética. 
 
• FERRITA (do latim "ferrum")- Consiste em uma solução sólida intersticial de C 
(com até 0,022%) no ferro CCC. A ferrita é magnética e apresenta baixa resistência 
mecânica, cerca de 300 MPa, excelente tenacidade e elevada ductilidade. 
 
• CEMENTITA (do latim "caementum")- Denominação do carboneto de ferro Fe3C 
contendo 6,7% de C e estrutura cristalina ortorrômbica. Apresenta elevada dureza, 
baixa resistência, baixa ductilidade e baixa tenacidade. 
 
•PERLITA (nome derivado da estrutura da madre pérola observada ao 
microscópio) - Consiste na mistura mecânica das fases ferrita (88,5% em peso) e 
cementita (11,5% em peso) formada pelo crescimento cooperativo destas fases. 
Apresenta propriedades intermediárias entre a ferrita e a cementita dependendo 
do tamanho e espaçamento das lamelas de cementita. 
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Eutetóide Hipereutetóide Hipoeutetóide 
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DESENVOLVIMENTO DE MICROESTRUTURAS EM LIGAS Fe-C 
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../Vídeos/Resfriamento Eutetóide.exe
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../Vídeos/Resfriamento Hipoeutetóide.exe
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../Vídeos/Resfriamento Hipereutetóide.swf