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TMA 01 Diagrama energia livre -Define composições em que as fases ou misturas de fases são mais estáveis - Deve-se obter uma curva para cada temperatura.

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1 TMA 01 Diagrama energia livre -Define composições em que as fases ou misturas de fases são mais estáveis - Deve-se obter uma curva para cada temperatura -Linha pontilhada : considera a existência de A e B separadamente – condição de imiscibilidade -Linha contínua: corresponde à formação de solução

2 TMA 02 Construção do diagrama -Microscopia : permite a identificação das fases determinar as temperaturas limites de transformação -Difração de raios-X: -Análise térmica: método elementar por resfriamento em câmara com atmosfera controlada. material contido em cadinho isolado medida da temperatura utilizando termopar -Análise dilatométrica: -Pode se medir outras propriedades : Elétricas ( determinar limite de solução sólida); --Medidas de energia livre

3 TMA 03 Temperatura Tempo A BC D A B C D A B C D A BC

4 TMA 04 Temperatura – Pressão - Composição Sistema de dois componentes

5 TMA 05 Temperatura - Composição Sistema de dois componentes - condensado Temperatura Composição Pressão = 1 atm Líquido AB A + B

6 TMA 06 Sistema de dois componentes - condensado Sistema de dois componentes Sem solução

7 TMA 07 Miscibilidade total A B Líquido Sólido Líquidus Sólidus F T1T2T3T4T5T1T2T3T4T5 Líquido Sólido F T1T1 A B F -O termo associado a calor (entalpia) tem menor influência, sendo a força motriz o aumento de entropia (componente –ST) - Ligas ( misturas) que seguem a lei de Hume-Rothery formam solução sólida total

8 TMA 08 Miscibilidade total

9 TMA 09 Miscibilidade total A B Líquido Sólido Líquidus Sólidus F T1T2T3T4T5T1T2T3T4T5 F T3T3 A B Líquido Sólido F T2T2 A B Líquido Sólido

10 TMA 10 Miscibilidade total A B Líquido Sólido Líquidus Sólidus F T1T2T3T4T5T1T2T3T4T5 F T5T5 A B Líquido Sólido F T4T4 A B Líquido

11 TMA 11 Miscibilidade total Ni Cu Solução - Líquido Ni Cu Solução Sólida

12 TMA 12 Sistema de dois componentes Solução sólida total – solução líquida total Sistema Isomórfico: é aquele onde os componentes são solúveis em todas as proporções e em todos os estados, sólido, líquido e gás A linha que divide as regiões de equilíbrio de L e L+ é dita Linha líquidus a linha que divide as regiões de equilíbrio L+ e é dita Linha solidus. A linha líquidus define a composição da fase líquida para qualquer temperatura enquanto a linha sólidus define a composição da fase sólida.

13 TMA 13 Sistema Cu-Ni

14 TMA 14 Sistema de dois componentes Solução sólida total – solução líquida total Sistema Isomórfico: é aquele onde os componentes são solúveis em todas as proporções e em todos os estados, sólido, líquido e gás No estado sólido podemos ter solução sólida substitucional e solução sólida intersticial (1)Substitucional – O soluto ocupa posições na estrutura cristalina, em sustitução a um dos átomos do solvente. (2)Intersticial – o soluto entra em um dos espaços vazios (vacâncias) entre os átomos da estrutura cristalina do solvente. Estrutura cristalina: Ambos, soluto e solvente devem ter mesma estrutura cristalina para que a substituição possa ocorrer progressivamente, sem que ocorra mudança de fase.

15 TMA 15 Na Composição 1 -% em peso de Cu e % em peso de Ni -% atômica de Cu e % atômica de Ni - a 1500 C, quantas fases estão em equilíbrio e qual o grau de liberdade. -A 1500 C, qual a composição das fases presentes -A 2300 F, quantas fases estão em equilibrio e qual o grau de liberdade. -A 2300 F, qual a composição das fases presentes -A 2300 F, qual a porcentagem em peso de cada fase presente -A 1050 C, quantas fases estão em equilíbrio e qual o grau de liberdade. -A 1050 C, qual a composição das fases presentes Aplicação da regra de Gibbs: Aplicação da regra da alavanca – definição da Tie- line ou linha conjugada:

16 TMA 16 Regra da Alavanca CoCo ClCl C o - C l CeCe C l - C e C o - C e Composição da fase A Composição da fase B Amostra

17 Sistema de dois componentes Solução sólida total – solução líquida total TMA 17

18 TMA 18 Resfriamento lento - Equilíbrio Quando existem duas fases em equilíbrio estas são ditas fases conjugadas e a linha isotérmica que as une é conhecida como linha conjugada.

19 TMA 19

20 TMA 20 Resfriamento rápido – Fora do equilíbrio Tratamento térmico de homogeneização: O gradiente de concentração gerado durante o resfriamento pode ser eliminado através de um tratamento térmico, realizado em temperatura abaixo da temperatura da linha sólidus (levando-se em consideração os possíveis deslocamento), por período de tempo adequado a permitir o processo de difusão e homogeneização da composição do sólido.

21 TMA 21 Resfriamento rápido – Fora do equilíbrio Consequências do resfriamento fora do equilíbrio: -Aumenta o intervalo de temperatura em que líquido e sólido coexistem -Gera gradiente de composição na liga (solução sólida) produzida -Quanto menor a taxa de aquecimento menor o intervalo de temperatura de equilíbrio sólido – liquido -Quanto maior a taxa de difusão do material, menor o efeito de gradiente de composição -A microestrutura resultante é formada por grãos onde a temperatura de fusão no centro do grão é maior que a temperatura de fusão no contorno de grão

22 TMA 22 Resfriamento rápido – Fora do equilíbrio Liga Al-Cu (4%)

23 TMA 23 Exemplo – Produção de Jóias

24 TMA 24 Ponto de fusão congruente Em alguns casos as curvas líquidus e sólidus apresentam ponto de máximo ou mínimo. Neste ponto as linhas líquidus e sólidus devem se encontrar e estes pontos são definidos como Pontos de fusão congruente de ligas L L + A B Temperatura L L + A B Temperatura -Sistemas Isomórficos: Ag-Pd, Bi-Sb, Co-Ti, Mo-Ta, Mo-Ti, Mo-V, Mo-W, Hf-Zr -Sistemas Isomórficos com ponto de mínimo: Cb-Hf, Cb-V, Co-Pd, Co-Pt, Au-Cu, Au-Ni, Cs-K, Cr-Mo, Ti-V, Cr-Mo, Ti-Zr, K-Rb, Ni-Pd, Cr-V -Sistemas Isomórficos com ponto de máximo: em metais são desconhecidos, sendo possíveis em não metálicos

25 TMA 25 Sistema de dois componentes Solução sólida parcial – solução líquida total Sistema de dois componentes - condensado

26 TMA 25a Transformações de ordem desordem Exemplo – Produção de Jóias

27 TMA 25b Sistema de dois componentes Com Solução solida total em um intervalo de temperatura e Gap de miscibilidade Ouro branco – Niquel / Prata e Paladio Exemplo – Produção de Jóias

28 Sistema de dois componentes Solução sólida parcial – solução líquida total T1T1 Reação invariante - eutética L TMA 26 Sistema de dois componentes - condensado

29 Sistema de dois componentes Solução sólida parcial – casos extremos TMA 27 Sistema de dois componentes - condensado

30 Sistema de dois componentes Solução sólida parcial – casos extremos TMA 28 Sistema de dois componentes - condensado


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