Diagramas de fase em condições de equilíbrio

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O que você vai aprender?
• definição de “fase”;
• curva de resfriamento;
• diagramas de equilíbrio de sistemas binários;
• equilíbrio de formação e decomposição de fases.
• exemplos de diagramas de fases relacionados
com a microestrutura dos materiais.
POR QUE ESTUDAR DIAGRAMAS DE FASES?
Um diagrama de fases é um “mapa” que mostra 
quais fases são as mais estáveis nas diferentes
composições, temperaturas e pressões.
 Existe uma relação direta entre as
propriedades dos materiais e as suas
microestruturas.
DEFINIÇÕES:
a) Fase: – Uma parte estruturalmente homogênea
do sistema, que possui propriedades físicas e
químicas características.
Todo material puro é considerado como tendo uma fase
1)três formas de H2O – gasosa, líquida e sólida –
cada uma constitui uma fase;
2) água e álcool possuem solubilidade ilimitada –
formam uma única fase;
3) água e óleo não possuem solubilidade entre si –
duas fases;
4) sal e água possuem solubilidade limitada –
dissolvido: uma fase; precipitado: duas ;
Exemplo:
• Componentes: – São elementos
químicos e/ou compostos que constituem
uma fase.
por exemplo, os metais Cu e Zn são os
componentes do latão cobre-zinco.
Sistema - consiste de uma série de ligas
possíveis com os mesmos componentes, o
que define uma composição diferente para
cada liga do referido sistema.
Exemplo: uma barra da liga ao lado, com 40% de Sn.
Exemplo: o sistema Pb-Sn
Equilíbrio – é a condição de mínima energia livre de
um material (como a natureza gosta) que não
apresenta modificações espontâneas em suas
propriedades. Numa condição de equilíbrio o material
não se altera espontaneamente com o tempo.
Microestrutura – é resultado da observação direta em
microscópio. Em ligas metálicas, microestrutura é
caracterizada pelo número de fases presentes e pela
forma como elas são distribuídas.
Limite de solubilidade – é a concentração
máxima que um material permite dissolver um
determinado soluto. Acima deste limite
teremos obrigatoriamente mais que uma fase,
pois uma segunda fase se precipita ao
extrapolar este limite.
EXEMPLO:
Açucar
pura 
Te
m
p
e
ra
tu
ra
 
(°
C
)
0 20 40 60 80 100
Co = Composição 
(%p de açúcar)
L
Solução líquida 
(xarope) 
Limite de
solubilidade 
L
(líquido) 
+ 
S
(açúcar sólido)
20
4 0
6 0
8 0
10 0
Água
pura 
65
1- Determine as fases estão presentes em cada um 
dos seguintes sistemas bem-misturados:
a) água líquida+ areia
b) areia+ sal+ água
c) óleo+ água+ areia
d) areia + sal + açúcar + água
e) serragem + sal + água + gasolina
f) café + sal + açúcar + óleo + gelo
ATIVIDADE
DETERMINAÇÃO DAS QUANTIDADES DAS FASES 
INTERPRETAÇÃO DE DIAGRAMAS DE FASES
• Fases presentes; 
• Determinação da composição das fases presentes; 
• Determinação da quantidade das fases presentes.
Para um sistema binário com composição e
temperatura conhecidas e em equilíbrio, pelo menos 3
informações estão disponíveis em um diagrama de
fases:
Para se estabelecer quais fases estão presentes é
preciso apenas localizar o ponto temperatura-
composição de interesse no diagrama de fases e
observar em qual campo de fases o ponto está
identificado.
Consideremos WL e Wα as frações mássicas,
respectivamente, da fase líquida, L, e da fase
sólida, α.
C0 : composição da liga 
Cα: composição da fase 
CL : composição do líquido