Diagramas de fase em condições de equilíbrio

Apresentação em tema: "Diagramas de fase em condições de equilíbrio"— Transcrição da apresentação:

1 Diagramas de fase em condições de equilíbrio
Daniele Gomes

2 Todo o processo de fabricação de peças metálicas tem início em um processo de solidificação
Diagramas de fases: são mapas que permitem prever a microestrutura de um material em função da temperatura e composição de cada componente

3 microestrutura Em ligas metálicas , a microestrutura é caracterizada pelo número de fases presentes , suas proporções e o modo pelo qual estão distribuídas ou organizadas. Fase É uma porção homogênea do material que tem propriedades físicas ou químicas uniformes.

4 Todo metal puro e uma considerado uma fase.
FASES Todo metal puro e uma considerado uma fase. 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 forma e distribuição das fases

5 FASES DE EQUILÍBRIO E FASES METAESTÁVEIS
Fases estaveis: suas propriedades ou características não mudam com o tempo. Geralmente são representadas nos diagramas por letras gregas Fases metaestáveis: suas propriedades ou características mudam lentamente com o tempo, ou seja, o estado de equilíbrio não é nunca alcançado. No entanto, não há mudanças muito perceptíveis com o tempo na microestrutura das fases metaestáveis.

6 SOLUBILIDADE DO SOLUTO E FASES
SOLUBILIDADE COMPLETA SOLUBILIDADE INCOMPLETA INSOLUBILIDADE

7 SOLUBILIDADE DO SOLUTO E FASES

8 Solubilidade LIMITE DE SOLUBILIDADE: é a concentração máxima de átomos de soluto que pode dissolver- se no solvente, a uma dada temperatura, para formar uma solução sólida.  Quando o limite de solubilidade é ultrapassado forma-se uma segunda fase com composição distinta

9 Solubilidade

10 SOLIDIFICAÇÃO DE UM METAL PURO

11 SOLIDIFICAÇÃO DE UMA LIGA BINÁRIA

12 Diagrama de fases Diagrama Ni-Ti/
Binário: formado por 2 componente – elementos Diagrama Ni-Ti/

13 Diagrama de fases Binário: formado por 3 componente – elementos

14 Diagrama de fases Diagrama ternário

15 DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO PARA SISTEMAS BINÁRIOS E ISOMÓRFOS
Isomorfo quando a solubilidade é completa tanto na fase liquida quanto na sólida. (Exemplo: Sistema Cu-Ni ---Forma fase CFC)

16 Curva de solidificação para uma liga binária isomorfa
Remoção do calor latente de fusão Curva de solidificação

17 INTERPRETAÇÃO DO DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO (CONSTITUIÇÃO DA LIGA)
- Fases presentes localiza-se a temperatura e composição desejada e verifica-se o número de fases presentes Composição química das fases usa-se o método da linha de conecção (isotérma) Para um sistema monofásico a composição é a mesma da liga - Percentagem das fases (quantidades relativas das fases) regra das alavancas

18 Composição das fases contrói-se uma linha de amarração através da região bifásica à temperatura da liga Anotam-se as intersecções da linha de amarração com as fronteiras entre as fases em ambos os lados Traçam-se linhas perpendiculares à linha de amarração a partir dessas intersecções até o eixo horizontal das composições, onde a composição em cada uma das respectivas fases pode ser lida

19 SISTEMA Cu-Ni DETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS FASES
B Comp. Liq= 32% de Ni e 68% de Cu Comp. Sol. = 45% de Ni e 55% de Cu

20 Determinação de quantidade de fase
Linha de amarração é construída através da região bifásica na temperatura da liga A composição global da liga é localizada sobre a linha de amarração A fração de uma fase é calculada tomando-se o comprimento da liga de amarração desde a composição global até a fronteira entre fases com a outra fase e então dividindo-se esse valor pelo comprimento total A fração da outra fase é determinada de maneira semelhante

21 SISTEMA Cu-Ni Determinação das quantidades relativas das fases
Percentagem das fases Fase líquida Fase sólida L = C-C0 C-CL L = S R+S S = R R+S L = Co-CL C-CL

22 Exercício: Usando O PLT
1- Determinar a composição da fase e a fração da fase para o diagrama Cu-Ni . Para 20%p de Ni a °C Para 20%p de Ni a °C Para 20%p de Ni a °C 2- Determinar a composição da fase e a fração da fase para o diagrama Fe-Fe3C Para 1%p de C a °C Para 1%p de C a °C