Diagrama de fases

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Diagrama de fases
Disciplina: Ciência dos Materiais 
Professora: Maria Elane
Introdução 
• São mapas que permitem prever a microestrutura
de um material em função da temperatura,
composições químicas e as quantidades das fases
em equilíbrio
• Informações obtidas:
o Fases presentes em diferentes condições de temperatura,
pressão e composição
o Solubilidade sólida de um elemento em outro
o Temperaturas ou faixas de temperaturas de transformação
de uma liga
Conceito de solubilidade
• Limite de solubilidade
o É a quantidade máxima de soluto que pode ser dissolvido
em solvente para se formar solução sólida
o O excesso do soluto resulta em um composto totalmente
diferente
o A solubilidade de um soluto em um solvente pode
depender da temperatura e a soma das quantidades dos
componentes envolvidos será igual a 100%
Conceito de solubilidade
• Exemplo de solubilidade
Diagrama de fases unário
• Estudo dos sistemas de um só componente
subordinado às variáveis temperatura e pressão,
uma vez que a concentração é constante
Diagrama de fases binário
• Diagrama de fase para um sistema de dois
componentes
• Quando os sistemas passam a ter mais
componentes uma nova variável é introduzida
o Composição
• No material metálico são analisadas as
transformações liquido/sólido e transformações no
estado sólido
o As variáveis são temperatura e composição
o A pressão é fixada: as fases líquida e sólida sofrem pouca
influência
Diagrama de fases binário
• Isomorfo
o São sistemas cujos componentes têm a mesma estrutura
cristalina e são totalmente solúveis um no outro em
qualquer composição, tanto no estado sólido quanto no
estado líquido
o A solubilidade total é constituída por componentes que
apresentam mesma estrutura cristalina e características
fisico-químicas compatíveis
• Fusão do cobre: 1085ºC
• Fusão do níquel: 1453ºC
homogêneo
homogêneo
heterogêneo
Diagrama de fases binário
• Anisomorfo
o São componentes com diferentes estruturas cristalinas e
outros fatores que resultam em situações onde a
solubilidade total não é possível, havendo um limite de
solubilidade de um constituinte no outro, além de surgirem
fases intermediárias estáveis
o Classificado de acordo com o tipo de reação
característica:
• Eutético
• Eutetóide
• Peritético
Diagrama de fases binário
• Anisomorfo eutético:
o É uma mistura de compostos ou elementos químicos,
(como uma liga metálica), em uma determinada
proporção na qual o ponto de fusão é o mais baixo
possível
o Equilíbrio entre fases líquida e sólida
o Ex: solda para componentes eletrônicos
• Estanho 232 °C e chumbo 327 °C, o ponto de fusão desta é
menor que o de seus componentes isolados 183 °C
• Anisomorfo eutetóide
o Envolve a reação características onde um líquido
transforma-se em dois sólidos durante o resfriamento
• Ex: cobre-alumínio
Diagrama de fases binário
• Anisomorfo peritético:
o São sistemas onde existe uma reação onde um líquido e
um sólido transformam-se em um sólido
Diagrama de fases binário
• Diagrama Fe-C
o É o mais importante de todas as ligas binários
• Representa os aços e ferros fundidos
• O teor de carbono nos ferros fundidos são pouco menos de
4,5%
• O teor de carbono nos aços raramente excedem 1%
o Ferrita: ferro puro, pode se tornar magnética abaixo de
768ºC
o Austenita: é a fase sólida não magnética, constituída de
ferro
o Cementita: carboneto de ferro (Fe3C)