7. Diagramas de Fase

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Diagramas de Fase ou
Diagramas de EquilíbrioDiagramas de Equilíbrio
1º. Semestre
Diagrama de Fases
- Dá informações sobre microestrutura e propriedades 
mecânicas em função da temperatura e composição
-Permite a visualização da solidificação e fusão-Permite a visualização da solidificação e fusão
- Prediz as transformações de fases
- Dá informações sobre outros fenômenos
Limite de Solubilidade
É a concentração máxima de átomos de soluto que pode 
dissolver-se no solvente, a uma dada temperatura, para 
formar uma solução sólida.
Curva de solubilidade de Curva de solubilidade de 
açúcar em água em 
função da temperatura.
A 60º.C é possível 
dissolver 70 g de açúcar 
em 100 g de água.
Acima dessa quantidade 
o açúcar precipita.
Fases
FASE é uma porção homogênea de um sistema que tem 
características físicas e químicas definidas.
Uma fase é identificada pela composição química e 
microestrutura.
A interação de 2 ou mais fases em um material permite a 
obtenção de propriedades diferentes
É possível alterar as propriedades do material alterando a 
forma e distribuição das fases
Todo metal puro é uma considerado uma fase.
Fases em Equilíbrio
Fases de equilíbrio: suas propriedades ou características 
não mudam com o tempo. 
Geralmente são representadas nos diagramas por letras Geralmente são representadas nos diagramas por letras 
gregas (gregas (αα, , ββ, , γγ, etc.), etc.)
Fases metaestáveis: suas propriedades ou características 
mudam lentamente com o tempo, ou seja, o estado de 
equilíbrio não é nunca alcançado. 
Interpretação do Diagrama de Fases
Fases presentes – localiza-se a temperatura e composição 
desejada e verifica-se o número de fases presentes
Composição química das fases – usa-se o método da linha 
de conexão (isoterma)de conexão (isoterma)
Para um sistema monofásico a composição é a mesma da liga
Percentagem das fases – (quantidades relativas das fases)
regra da alavanca
Regra da Alavanca
• Composição das fases
• Percentagem das fases
Comp. Liq= 31,4% Ni e 68,9%Cu
Comp. Sol. = 42,5,4 %Ni e %57,5Cu
• Percentagem das fases
Fase líquida
Fase sólida
Desenvolvimento da Microestrutura
A microestrutura só segue o diagrama de equilíbrio para 
velocidades de solidificação lentas.
Na prática, não há tempo para a difusão completa e as 
microestruturas não são exatamente iguais às do equilíbrio.
O grau de afastamento do equilíbrio dependerá da taxa de O grau de afastamento do equilíbrio dependerá da taxa de 
resfriamento.
A solidificação fora do equilíbrio provoca a segregação (a 
distribuição dos 2 elementos no grão não é uniforme).
Desenvolvimento da Microestrutura
Representação do 
desenvolvimento de 
microestrutura durante a microestrutura durante a 
solidificação de uma liga com 
35% de Ni e 65% de Cu
Reação Eutética
Líquido � α + β
A solidificação se processa como em um metal puro, no 
entanto o produto apresenta 2 fases sólidas distintas.
Reação Eutetóide
α� β + γ
Uma fase sólida transforma-se em duas outras fases sólidas.
Eutetóide
Sistema Ferro – Carbono
δδδδ
CCC
γγγγγγγγ
CFC
αααα
CCC
Ferro Puro
Ferro α = Ferrita
Ferro γ = Austenita
Ferro δ = Ferrita δ
Diagrama Fe – Fe3C
γγγγ+l
l+Fe3C
δδδδ+l
PERITÉTICA
δδδδ+l→→→→ γγγγ
γγγγ
δδδδ+l→→→→ γγγγ EUTÉTICA
l→→→→ γγγγ+Fe3C
EUTETÓIDE
γγγγ →α→α→α→α+Fe3C
AÇO FOFO
Sistema Fe – Fe3C
Ferro Puro = até 0,02% de Carbono
Aço = 0,02 até 2,06% de Carbono
Ferro Fundido = 2,1-4,5% de CarbonoFerro Fundido = 2,1-4,5% de Carbono
Fe3C (CEMENTITA)= Forma-se quando o limite de 
solubilidade do carbono é ultrapassado (6,67% de C)
Pontos Importantes no Diagrama 
Fe – Fe3C
LIGA EUTÉTICA: corresponde à liga de mais baixo ponto de 
fusão
Líquido → FASE γ (austenita) + Cementita (Fe3C)
- Temperatura = 1148 °C
- Teor de Carbono = 4,3 %
LIGA EUTETÓIDE → corresponde à liga de mais baixa temperatura 
de transformação sólida
Austenita → FASE α (FERRITA) + Cementita (Fe3C)
- Temperatura = 725 °C
- Teor de Carbono = 0,8 %
- Teor de Carbono = 4,3 %
Aços Carbono Eutetóides
A austenita se transforma em 
perlita a uma temperatura de 
727 ºC e concentração de 
0,77% de carbono.
A perlita é uma estrutura A perlita é uma estrutura 
lamelar constituída de lamelas 
de ferrita e cementita.
Aços Carbono Hipoeutetóides
A austenita se transforma em 
ferrita e perlita para 
concentrações de carbono 
menores que 0,77% .
As quantidades de ferrita e perlita
variam conforme a % de carbono 
e podem ser determinadas pela 
regra da alavanca
Partes claras � ferrita pró 
eutetóide
Aços Carbono Hipereutetóides
A austenita se transforma em 
perlita e cementita para 
concentrações de carbono 
maiores que 0,77% .
As quantidades de cementita e As quantidades de cementita e 
perlita variam conforme a % de 
carbono e podem ser determinadas 
pela regra da alavanca.
Partes claras � cementita pró 
eutetóide