CTM – 4ª Lista de Exercícios

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CTM – 4ª Lista de Exercícios 
 
Diagrama de Fases 
 
1 Quais são critérios de análise da microestrutura de um material? 
 
Os critérios de análise da microestrutura de um material são os tamanhos a serem 
observados. Nesta analise são vistas as fases presentes, composição das fases, 
proporção das fases, tamanho (distribuição de tamanho das fases), distribuição 
das fases, forma das fases, orientação das fases. 
 
2 Defina fases em um material. 
 
A fase de um material é a porção homogênea de um sistema que tem igual 
composição química, estrutura cristalina e interfaces com o meio. 
 
3 O que é limite de solubilidade? 
 
O limite de solubilidade é a capacidade de uma solução se dissolver em outra. A 
solução sólida entre materiais pode ocorrer de três maneiras: ser totalmente 
miscível, totalmente imiscível, ou miscível parcialmente. Limite de solubilidade é a 
curva que, num gráfico de solubilidade, descreve a quantidade máxima de um 
material que pode ser dissolvido em outro. 
 
4 O que é e quais informações são possíveis pela leitura de um diagrama de 
fases? 
 
Diagrama de fases é um gráfico a partir do qual se pode determinar as fases 
presentes, para qualquer temperatura e composição, desde que a liga esteja 
em equilíbrio. Podemos através dele determinar a composição das fases 
presentes, as quantidades relativas, proporção de cada fase. informa sobre a 
microestrutura e conseqüentemente pode predizer propriedades mecânicas em 
função da temperatura e composição. Permite a visualizar a solidificação e 
fusão. 
 
 
5 Defina a linha liquidus e a solidus em um diagrama de fases. 
Linha liquidus: determina o lugar geométrico das temperaturas acima das quais se 
tem somente líquido. 
Linha solidus: determina o lugar geométrico das temperaturas abaixo das quais se 
tem somente sólido. 
 
6 Defina as seguintes reações: eutética; eutétóide e peritética. 
 
Reação eutética: - reação na qual a fase líquida se transforma em duas fases 
sólidas distintas com o resfriamento da temperatura.; 
Reação eutetóide: - reação na qual uma fase sólida se transforma em duas outras 
fases sólidas distintas com o resfriamento da temperatura. 
Reação peritética: - reação na qual uma fase sólida na presença de uma solução 
líquida se transforma em uma fase sólida distinta. É o ponto onde um líquido e um 
sólido passa para um único sólido com o resfriamento da temperatura. 
 
7 Identifique na Figura 1 abaixo os pontos das reações da questão anterior e 
escreva as reações no estado sólido. 
 
Reação Eutetóide:    +  T = 600 C 15% de B 
Reação Eutética: L   +  T = 1400 C 50% de B 
 L2   +  T = 400 C 95% de B 
Reação Peritética:  + L   T = 2000 C 10% de B 
Reação Monotética: L1   + L2 T = 1100 C 80% de B 
 
 
8 Desenhe a microestrutura esperada nos círculos da Figura 2, abaixo. 
 
 
9 Desenhe a microestrutura esperada nos círculos da Figura 3, abaixo. 
 
 
 
 FIGURA 1 FIGURA 2 FIGURA 3 
 
 
  
 
 
 
 
 
cementita cementita 
Perlita 
a b c 
 
 
10 Determine as fases presentes, a composição e a quantidade de cada fase em 
porcentagem de peso para a liga Ni-50% Cu a 1150oC, 1270oC e 1400oC. 
 
Ponto A T = 1150ºC 
Apresenta uma fase sólida com 50%Ni-50%Cu 
Ponto B T = 1270ºC 
Temos uma fase sólida com 50%Ni-50%Cu 
Ponto C T = 1400ºC 
Temos uma fase líquida com 50%Ni-50%Cu 
 
 
11 Para uma liga 30%Pb-Sn, determine quais as fases presentes, sua proporção e 
composição a 300, 200, 184 e 0oC. 
 
 
 
Ponto A 
Fase líquida 
Proporção de fases: 100% líquido 
Composição: 30%Sn e 70% Pb 
 
Ponto B 
Fase sólida e líquida 
Proporção de fases: 
sólido=>[(58-30)/(58-17)]*100=(28/41)*100=68,28% 
líquido=> [(30-17)/(58-17)]*100=(13-41)*100= 31,71% 
Composição: 
 líquido =>58% Sn + 42% Pb 
 sólido =>17% Sn + 83% Pb 
 
Ponto C 
Fase sólida e líquida 
Proporção de fases: 
 sólido=>[(61-30)/(61-19)]*100=(31/42)*100=73,81% 
líquido=> [(30-19)/(61-19)]*100=(11/42)*100= 26,18% 
Composição: 
 sólido=>19% Sn + 81% Pb 
 líquido=>61% Sn + 39% Pb 
 
Ponto D 
Fase sólida 
Proporção de fases: 100% sólida 
Composição: 30%Sn e 70% Pb 
 
 
 
12 Construa um diagrama de fases a partir das seguintes informações: o elemento 
A fundi a 1200oC e o elemento B a 1000oC; o elemento B tem máxima 
solubilidade de 10% no elemento A e o elemento A tem máxima solubilidade de 
20% em B; o número de graus de liberdade da regra de fases de Gibbs é zero 
quando a temperatura é 800oC e há 45% de B presente. À temperatura ambiente, 
3% de A é solúvel em B e 0% de B é solúvel em A. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 O 
elemento A funde a 1200oC e o elemento B a 1000oC; o elemento B tem máxima 
solubilidade de 10% no elemento A e o elemento A tem máxima solubilidade de 
20% em B; o número de graus de liberdade da regra de fases de Gibbs é zero 
quando a temperatura é 800 oC e há 45% de B presente. À temperatura ambiente, 
3% de A é solúvel em B e 0% de B é solúvel em A. 
 
 
 
13 O que é ferrita proeutetóide? 
 
Ferrita proeutetóide é a ferrita que se separa da austenita em aços hipoeutetóides 
quando resfriada abaixo da temperatura eutetóide, acima de 7270C. 
 
 
14 Calcule a proporção e a composição de cada microconstituinte em uma liga de 
Fe-0,25% C a 700oC. 
 
 
 
 
Fases ferrita e cementita (Fe3C) 
Proporção das fases: 
ferrita=>[(6,67-0,25)/(6,67-0,02)]*100=(6,42/6,65)*100=96,53% 
cementita=>[(0,25-0,02)/(6,67-0,02)]*100=(0,23/6,65)*100=3,45% 
Composição das fases 
 Ferrita=> 0,02% de C 
 Cementita=>6,67% de C 
 
% Cementita = 3.5 % % ferrita = 96.5 % 
% Perlita = 29 % % ferrita pró-eutetóide = 71%