Diagramas De Fase

A.S.D’Oliveira

Diagramas de

fase

A.S.D’Oliveira

Mapas que representam a relação de fases em função da

temperatura, pressão e composição química

Fornecem informação necessária para o controle das

fases/microestrutura em um dado material

O que são Diagramas de Fase?

Os diagramas de fase podem representar sistemas:

Solubilidade total

Solubilidade parcial

Insolubilidade

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Diagramas de fase

Sistema Isomorfo

Solubilidade total

Sistema eutético

Solubilidade parcial

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Ao misturar o elemento A e o B na solidificação pode se formar uma solução

sólida/fase com características distintas das de A ou de B

Solução sólida vs mistura

Heterogênea; mais de

uma fase presente

Fase Homogênea de

composição química

variável

Diagramas de fase

Fase é a porção homogênea de um sistema que tem

características físicas e químicas definidas

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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 morfologia e

distribuição das fases

Diagramas de fase

Fase é a porção homogênea de um sistema que tem

características físicas e químicas definidas

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Informação fornecida pelo diagrama de fases:

Temperatura de fusão

Fases presentes em função da temperatura

Composição química das fases

Proporção das fases

Limite de Solubilidade

Distribuição de fases

Diagramas de fase

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Diagramas de fase

Limite de solubilidade...

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Diagramas de fase

Sistema isomorfo

Resfriamento no equilíbrio

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Sistema isomorfo

Resfriamento fora do equilíbrio

Diagramas de fase

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Comp. Liq= 31,4% Ni e 68,9%Cu

Comp. Sol. = 42,5,4 %Ni e %57,5Cu

L = S

R+S

S = R

R+S

L = C-C0

C-CL

S = Co-CL

C-CL

Composição das fases

Proporção das fases

Diagramas de fase

Sistema isomorfo

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Diagramas de fase

Sistema eutético

Liga até 2wt% Sn

O que determina as

propriedades

mecânicas desta liga?

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Diagramas de fase

Liga com 10% Sn

Como alterar as propriedades

mecânicas desta liga?

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Diagramas de fase

Liga com composição

eutética

L + Reação eutética

Desenvolvimento da estrutura

lamelar

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Diagramas de fase

Liga Hipoeutética

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Diagramas de fase

• Região preta é a fase

primária rica em Pb

• Lamelas são constituídas de

fase rica em Pb e fase

rica em Sn

Microestrutura de uma liga hipoeutética

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Diagramas de fase

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Diagramas de fase

L -> α + βγ -> α + β

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Reação peritética L + α -> β

Reação periotetóide α + β -> δ

Reações relativamente lentas que ocorrem em geral em torno

dos contornos de grão

Diagramas de fase

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Diagramas de fase

Fases intermediárias

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Diagramas de fase

Fases intermediárias

Sem solubilidade

Com solubilidade

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Diagramas de faseConsidere para o diagrama abaixo que:

Fase de elevada ductilidade;

fase dúctil mas menos que

fase de elevada resistência

i. Complete diagrama e identifique reações eutética e peritética

ii. Descreva a estrutura da liga hipoeutética na temperatura de 200°C.

iii. Para a liga hipereutética determine composição química e proporção das

fases a temperatura ambiente

iv. Se de 28% a 97%B estão presentes sempre as mesmas fases porque se

devem esperar propriedades diferentes?

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Efeito dos elementos de liga

Diagramas Ternários

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Efeito dos elementos de liga

Efeito sobre a T

do eutetoide

Diagramas de fase

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Diagramas de faseInfluência do carbono no diagrama Fe-Cr

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Diagramas de fase

Diagramas Ternários

Cortes isotérmicos

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Diagrama Fe-C

E

Resfriamento fora do equilibrio

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Diagrama Fe-Fe3C

Cristalografia do ferro puro

Limites de solubilidade

Patamares e reações importantes

Diagramas de fase

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Hipoeutetóide

Eutetóide

Hipereutetóide

Diagramas de fase

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Microestruturas obtidas por resfriamento rápida:

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Microestruturas obtidas por resfriamento rápida:

Curvas TTT Curvas TRC

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Microestruturas obtidas por resfriamento rápida:

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perlita grossa

perlita fina

Microestruturas obtidas por resfriamento rápida:

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Resfriamento rápido Aço Eutetoide/ Austempera

Bainita

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Resfriamento rápido Aço Eutetoide

Martensita

Tempera

TCC

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Revenido

Resfriamento rápido Aço Eutetoide

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Relação microestrutura-

propriedades

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TTT - Aço hipereutetóide TRC - Aço hipoeutetóide

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A + B

A + P

A + A

BP

A

50%

0

200

400

600

800

0.1 10 103 105

time (s)

M (start)

M (50%)

M (90%)

Diagrama TTT Fe-0.45wt%C

Identificar sequência de

resfriamento

a) 100% martensita

b) Perlita, ferrita e bainita

c) Perlita e ferrita

d) Bainita e martensita

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Exercícios

Diagrama TRC Fe-0.30wt%C

Identifique as

microestruturas resultantes

Martensíta

Ferrita e martensita

Ferrita, perlita e martensita

Ferrita e perlita fina

Ferrita e perlita grosseira

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