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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO
Prof. M.Sc.: Anael Krelling
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO
•São mapas que permitem prever a microestrutura de um material em função da temperatura e composição de cada componente; •Informações sobre fenômenos de fusão, fundição, cristalização e outros; •Correlação entre microestrutura e propriedades mecânicas.
O desenvolvimento de uma microestrutura está relacionado com as características de seu diagrama de fases.
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DIAGRAMA DE FASES UNÁRIO Em um diagrama unário: •Linhas ou curvas – equilíbrio entre duas fases •Pontos – equilíbrio entre três fases
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO
SISTEMA ISOMORFO BINÁRIO •O mais comum é o sistema Cu-Ni; •Isomorfo porque os componentes apresentam solubilidade total tanto no estado líquido quanto no estado sólido; •Solução Sólida Substitucional; •Microestrutura CFC.
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO
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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO
•Qual a temperatura de fusão do Cu? •Qual a temperatura de fusão do Ni? •Quais fases estão presentes no ponto A? •Quais fases estão presentes no ponto B? •Qual a composição das fases presentes no ponto A? •Qual a composição das fases presentes no ponto B?
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SISTEMAS EUTÉTICOS BINÁRIOS
3 regiões monofásicas 3 regiões bifásicas Temperatura de fusão Transformação eutética
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eutético hipereutético hipoeutético 13
DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO
1 – Material totalmente líquido 2 – Formação dos primeiros cristais da fase sólida α 3 – Existência de fase sólida α e líquido em equilíbrio 4 – Última fração de líquido sofre reação eutética 5 – Existência de fases sólidas α e β em equilíbrio
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1 – Material totalmente líquido 2 – Fase sólida α e líquido em equilíbrio 3 – Última fração de líquido se solidifica 4 – Presença apenas de fase sólida α 5 – Formação dos primeiros cristais da fase sólida β 6 – Existência das fases sólidas α e β em equilíbrio
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REAÇÕES EUTETÓIDES E PERITÉTICAS Além do eutético, outros pontos invariantes envolvendo três fases diferentes são encontrados para alguns sistemas de ligas:
•Reação eutetóide
•Reação peritética
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O SISTEMA FERRO-CARBONO OU FERRO-CARBETO DE FERRO (Fe-Fe3C)
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•Base fundamental para estudo e entendimento dos materiais estruturais mais utilizados em Metalurgia: os chamados metais ferrosos. •Pode-se classificar os metais ferrosos quanto ao teor de C presente em dois grandes grupos de materiais metálicos:
Aços: ligas Fe-C com teores de C até 2,11% (nos aços ao C comuns o teor de C normalmente vai até 1,0-1,2%) Ferros Fundidos: ligas Fe-C com teores de C acima de 2,11% (na prática entre 2,5-4,5%)
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Aços Ferros Fundidos 19
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• AUSTENITA (do nome do metalurgista inglês Robert Austen) - Consiste em uma solução sólida intersticial de C (com até 2,11%) no ferro CFC. Em aços ao carbono e aços baixa liga só é estável acima de 727°C. Apresenta resistência mecânica em torno de 150 MPa e elevada ductilidade e tenacidade. A austenita não é magnética. • FERRITA (do latim "ferrum")- Consiste em uma solução sólida intersticial de C (com até 0,022%) no ferro CCC. A ferrita é magnética e apresenta baixa resistência mecânica, cerca de 300 MPa, excelente tenacidade e elevada ductilidade. • CEMENTITA (do latim "caementum")- Denominação do carboneto de ferro Fe3C contendo 6,7% de C e estrutura cristalina ortorrômbica. Apresenta elevada dureza, baixa resistência, baixa ductilidade e baixa tenacidade. •PERLITA (nome derivado da estrutura da madre pérola observada ao microscópio) - Consiste na mistura mecânica das fases ferrita (88,5% em peso) e cementita (11,5% em peso) formada pelo crescimento cooperativo destas fases. Apresenta propriedades intermediárias entre a ferrita e a cementita dependendo do tamanho e espaçamento das lamelas de cementita.
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Eutetóide Hipereutetóide Hipoeutetóide
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DESENVOLVIMENTO DE MICROESTRUTURAS EM LIGAS Fe-C
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