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DIAGRAMAS DE FASES Prof. MSc: Anael Krelling DIAGRAMAS DE FASES 1

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DIAGRAMAS DE FASES

Prof. MSc: Anael Krelling

DIAGRAMAS DE FASES

1

•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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DIAGRAMAS DE FASES

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DIAGRAMAS DE FASES

As propriedades do sistema multifásico são diferentes

das propriedades individuais das fases presentes.

Em ligas metálicas a microestrutura é caracterizada

pelo número de fases presentes, por suas proporções e pela

maneira pela qual elas estão distribuídas ou arranjadas.

Depende:

•Elementos de liga presentes;

•Concentração dos elementos;

•Tratamento térmico.

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DIAGRAMAS DE FASES

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 FASES

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DIAGRAMAS DE FASES

•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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DIAGRAMAS DE FASES

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DIAGRAMAS DE FASES

SISTEMAS EUTÉTICOS BINÁRIOS

3 regiões

monofásicas

3 regiões

bifásicas

Temperatura de

fusão

Transformação

eutética

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DIAGRAMAS DE FASES

eutético hipereutético hipoeutético 10

DIAGRAMAS DE FASES

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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DIAGRAMAS DE FASES

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 13

DIAGRAMAS DE FASES

O SISTEMA FERRO-CARBONO OU FERRO-CARBETO DE FERRO (Fe-Fe3C)

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DIAGRAMAS DE FASES

•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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DIAGRAMAS DE FASES

Aços Ferros

Fundidos 16

DIAGRAMAS DE FASES

• 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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DIAGRAMAS DE FASES

Eutetóide Hipereutetóide Hipoeutetóide 18

DIAGRAMAS DE FASES

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DESENVOLVIMENTO DE MICROESTRUTURAS EM LIGAS Fe-C

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