Aula 8 Diagrama de Fases

Diagrama de Fases

Diagrama de Fase

Diagramas de fases so mapas que permitem prever a microestrutura de um material em funo da temperatura e composio de cada componente

Fase uma poro homognea do material que tem propriedades fsicas ou qumicas uniformes

Fonte: Donald R. Askeland; Pradeep P. Phul - The Science and Engineering of Materials, 4th ed.

Diagrama de fase unitrio para o magnsio

Ilustrao de fases e solubilidade: (a) As trs formas da gua: slida, lquida e gasosa; (b) gua e lcool tm solubilidade ilimitada; (c) Sal e gua possuem solubilidade limitada; (d) gua e leo no possuem solubilidade.


Limite de Solubilidade Os diagramas de fase podem representar sistemas:

Solubilidade total Solubilidade parcial Insolubilidade

Conceitos

Diagrama de fase binrio Diagrama de fase para um sistema de dois componentes;

Diagrama de fase ternrio Diagrama de fase para um sistema de trs componentes;

Diagrama de fase isomorfo Diagrama de fase no qual os componentes apresentam solubilidade slida ilimitada;

Temperatura liquidus Temperatura na qual o primeiro slido se forma durante a solidificao;

Temperatura solidus Temperatura abaixo da qual todo o lquido est completamente solidificado.

Diagramas de fase para sistema binrio

Gasolina - E22 lcool - E10022% Etanol 93% Etanol 78% Gasolina 7% gua

Outros Exemplos:0% E22100% E1000% Gasolina93% Etanol7,0% gua

25% E2275% E10019,5% Gasolina75,25% Etanol5,25% gua

50% E2250% E10039% Gasolina57,5% Etanol3,5% gua

75% E2225% E10058,5% Gasolina39,75% Etanol1,75% gua

100% E220% E10078,0% Gasolina22,0% Etanol0% gua

DIAGRAMA DE EQUILDIAGRAMA DE EQUILBRIO DE FASE PARA O SISTEMA: ETANOL, BRIO DE FASE PARA O SISTEMA: ETANOL, GUA e GASOLINAGUA e GASOLINA

GUA 100% Vol.GUA 100% Vol.GASOLINA 100% Vol.GASOLINA 100% Vol.

ETANOL 100% Vol.ETANOL 100% Vol.

Linha de PossLinha de Possveis Misturasveis Misturas

80

70

60

50

40

30

20

10

90

80

70

60

50

40

30

20

10

90

80

70

60

50

40

30

20

10

90

Dados em % de Volume a 24Dados em % de Volume a 24CC

Exemplo Prtico:40% E2260% E100

31,2% Gasolina64,6% Etanol

4,2% gua

REGIO DE 2 FASESREGIO DE 2 FASES

Interpretao do diagrama de equilbrio

Fases presentes - localiza-se a temperatura e composio desejada e verifica-se o nmero de fases presentes

Composies dessas fases Porcentagem das fases - quantidades

relativas das fases (regra da alavanca)

Identificao das fases

Composio das fases

Constri-se uma linha de amarrao atravs da regio bifsica temperatura da liga

Anotam-se as interseces da linha de amarrao com as fronteiras entre as fases em ambos os lados

Traam-se linhas perpendiculares linha de amarrao a partir dessas interseces at o eixo horizontal das composies, onde a composio em cada uma das respectivas fases pode ser lida

SISTEMA Cu-NiDETERMINAO DAS FASES PRESENTES E DA COMPOSIO QUMICA DAS FASES

Comp. Liq= 32% de Ni e 68% de CuComp. Sol. = 45% de Ni e 55% de Cu

B

Determinao da quantodade das fases

Linha de amarrao construda atravs da regio bifsica na temperatura da liga

A composio global da liga localizada sobre a linha de amarrao

A frao de uma fase calculada tomando-se o comprimento da liga de amarrao desde a composio global at a fronteira entre fases com a outra fase e ento dividindo-se esse valor pelo comprimento total

A frao da outra fase determinada de maneira semelhante

SISTEMA Cu-NiDeterminao das quantidades relativas das fases

Composio das fases

Percentagem das fasesFase lquida

Fase slida

Comp. Liq= 31,4% Ni e 68,9%CuComp. Sol. = 42,5,4 %Ni e %57,5Cu

L = SR+S

S = RR+S

L = C-C0C-CL

L = Co-CLC-CL

Diagrama de fase e microestrutura

Sistemas Eutticos Binrios

Reaes invariantes em diagramas de fase


Identifique as reaes invariantes:

Microestrutura em ligas eutticas Abaixo do euttico

Microestrutura em ligas eutticas euttico

Sistema Ferro - Carbono

Evoluo Microestruturas

Concentrao eutetide


Concentrao Hipoeutetide


Concentrao hipereutetide

Glossrio

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