24. Diagramas de Fases pt.3

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Diagramas de Fases
Sistema Eutético Binário
• Sistema binário em que a solubilidade não é total;
• 3 regiões monofásicas -> L; α (Cu com Ag em SS) e β (Ag com Cu em
SS);
• 3 regiões bifásicas;
• Temperatura de fusão de cada um dos componentes;
• Ponto invariante - 71,9 %p Ag em 779°C – Reação Eutética;
• A temperatura de fusão do eutético é inferior a temperatura de fusão
dos componentes puros;
Reações Invariantes
• Transformações de fase pontuais e específicas possíveis nos
diagramas de equilíbrio, envolvendo 3 fases distintas;
Carolina
Realce
Carolina
Realce
Carolina
Realce
Carolina
Realce
Carolina
Realce
Sistema Eutético Binário
Carolina
Realce
Carolina
Realce
Carolina
Realce
Carolina
Realce
Carolina
Realce
Sistema Eutético Binário
Sistema Eutético Binário
• Estrutura Eutética → Estrutura lamelar formada quando o
resfriamento ultrapassa a isoterma eutética;
Carolina
Realce
Carolina
Realce
Carolina
Realce
Carolina
Realce
Desenvolvimento da Microestrutura
em Sistemas Eutéticos
• Diversas possibilidades de estruturas a serem obtidas
Desenvolvimento da Microestrutura
em Sistemas Eutéticos
• É muito pequena a faixa de 
composições químicas em que 
pode se formar estrutura 
monofásica α.
• Co < 2 wt% Sn
• Result:
--at extreme ends
--polycrystal of a grains
i.e., only one solid phase.
Desenvolvimento da Microestrutura
em Sistemas Eutéticos
0
L + a
200
T(°C)
Co , wt% Sn
10
2
20
Co
300
100
L
a
30
a+ b
400
(room T solubility limit)
TE
(Pb-Sn
System)
a
L
L: Co wt% Sn
a: Co wt% Sn
Desenvolvimento da Microestrutura
em Sistemas Eutéticos
• PRECIPITAÇÃO
• Ao ser ultrapassado o limite de 
solubilidade (linha solvus) de Sn 
no Pb, ocorre a precipitação da 
fase β, de reticulado cristalino 
distinto do da fase a e com 
distintas propriedades físico-
químicas.
• 2 wt% Sn < Co < 18.3 wt% Sn
• Result:
 Initially liquid + a
 then a alone
 finally two phases
 a polycrystal
 fine b-phase inclusions
Desenvolvimento da Microestrutura
em Sistemas Eutéticos
Pb-Sn
system
L + a
200
T(°C)
Co , wt% Sn
10
18.3
200
Co
300
100
L
a
30
a+ b
400
(sol. limit at TE)
TE
2
(sol. limit at T room )
L
a
L: Co wt% Sn
a
b
a: Co wt% Sn
Desenvolvimento da Microestrutura
em Sistemas Eutéticos
• A transformação eutética corresponde à formação de uma mistura de
duas fases (α+β) a partir do líquido formando um arranjo lamelar
interpenetrado;
• microestrutura de uma liga chumbo-estanho com composição
eutética;
Carolina
Realce
Carolina
Realce
Carolina
Realce
Desenvolvimento da Microestrutura
em Sistemas Eutéticos
Carolina
Realce
LAMELASnull
Carolina
Nota
Carolina
Nota
• Co = CE
• Result: Eutectic microstructure (lamellar structure)
--alternating layers (lamellae) of a and b crystals.
Desenvolvimento da Microestrutura
em Sistemas Eutéticos
160m
Micrograph of Pb-Sn 
eutectic 
microstructure
Pb-Sn
system
Lb
a b
200
T(°C)
C, wt% Sn
20 60 80 1000
300
100
L
a
b
L + a
183°C
40
TE
18.3
a: 18.3 wt%Sn
97.8
b: 97.8 wt% Sn
CE
61.9
L: Co wt% Sn
Desenvolvimento da Microestrutura
em Sistemas Eutéticos
• A transformação eutética corresponde à formação de uma mistura de
duas fases (α+β) a partir do líquido formando um arranjo lamelar
interpenetrado;
• microestrutura de uma liga chumbo-estanho com composição
eutética;
• A seguir, temos representações esquemáticas das microestruturas em
condições de equilíbrio para uma liga Pb-Sn com composição C4, à
medida que ela é resfriada desde a região da fase líquida.
Carolina
Realce
Carolina
Realce
Desenvolvimento da Microestrutura
em Sistemas Eutéticos
• Em ligas hipo-eutéticas
ocorre inicialmente 
precipitação de fase α-
primária - dendritas de 
pró-eutéticas.
• O líquido eutético residual 
L (61,9% Sn) se transforma 
em microestrutura eutética
• [α(18,3% Sn)+ β(97,8%Sn)].
• 18.3 wt% Sn < Co < 61.9 wt% Sn
• Result: a crystals and a eutectic microstructure
Desenvolvimento da Microestrutura
em Sistemas Eutéticos
18.3 61.9
SR
97.8
SR
primary a
eutectic a
eutectic b
WL = (1- Wa) = 50 wt%
C a = 18.3 wt% Sn
CL = 61.9 wt% Sn
S
R + S
Wa= = 50 wt%
• Just above TE :
• Just below TE :
C a = 18.3 wt% Sn
C b = 97.8 wt% Sn
S
R + S
Wa= = 73 wt%
Wb = 27 wt%
Pb-Sn
system
L +b200
T(°C)
Co, wt% Sn
20 60 80 1000
300
100
L
a
b
L +a
40
a+ b
TE
L: Co wt% Sn La
L
a
Desenvolvimento da Microestrutura
em Sistemas Eutéticos
• Micrografia mostrando a microestrutura de uma liga 50 %Pb – 50 %
Sn. Essa microestrutura é composta por uma fase α primária rica em
Pb, em uma região eutética lamelar que consiste em uma fase β rica
em Sn (camadas claras) e uma fase α rica em Pb (camadas escuras).
400 X.
L +a
L +b
a + b
200
Co, wt% Sn20 60 80 1000
300
100
L
a b
TE
40
(Pb-Sn 
System)
Desenvolvimento da Microestrutura
160 m
eutectic micro-constituent
hypereutectic: (illustration only)
b
b
b
b
b
b
175 m 
a
a
a
a
a
a
hypoeutectic: Co = 50 wt% Sn
T(°C)
61.9
eutectic
eutectic: Co = 61.9wt% Sn
Composições em Sistemas Eutéticos