Ciência e engenharia de materiais: Uma introdução Ciências dos Materiais

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "Ciência e engenharia de materiais: Uma introdução Ciências dos Materiais"

Davi Fartaria Maranhão
8 Há anos
Visualizações:

1 Diagrama de Fases

2 Bibliografia Callister Jr., W. D. Ciência e engenharia de materiais: Uma introdução. LTC, 5ed., cap 9, Shackelford, J.F. Ciências dos Materiais, Pearson Prentice Hall, 6ed., cap 9, 2008.

3 Sumário Definições e conceitos Diagrama de fases em condições de equílibrio O sitema Fe-C

4 Definições e Conceitos Diagramas de fases são mapas que permitem prever as fases e microestrutura de um material em função da temperatura e composição de cada componente Diagrama de fase unitário da água

5 Ilustração de fases e solubilidade: (a) As três formas da água: sólida, líquida e gasosa; (b) água e álcool têm solubilidade ilimitada; (c) Sal e água possuem solubilidade limitada; (d) Água e óleo não possuem solubilidade. Fonte: Donald R. Askeland; Pradeep P. Phulé - The Science and Engineering of Materials, 4th ed.

solubilidade limitada; (d) Água e óleo não possuem solubilidade.

6 Exemplos

7 Limite de Solubilidade Os diagramas de fase podem representar sistemas: Solubilidade total Solubilidade parcial Insolubilidade

8 Conceitos Diagrama de fase binário Diagrama de fase para um sistema de dois componentes; Diagrama de fase ternário Diagrama de fase para um sistema de três componentes; Diagrama de fase isomorfo Diagrama de fase no qual os componentes apresentam solubilidade sólida ilimitada; Temperatura liquidus Temperatura na qual o primeiro sólido se forma durante a solidificação; Temperatura solidus Temperatura abaixo da qual todo o líquido está completamente solidificado.

componentes apresentam solubilidade sólida ilimitada; Temperatura liquidus Temperatura na qual o primeiro sólido se

9 Diagramas de fase para sistema binário isomorfo

10 Diagrama de fase

11 Diagrama Ternário

12 Interpretação do diagrama de equilíbrio Fases presentes - localiza-se a temperatura e composição desejada e verifica-se o número de fases presentes Composições dessas fases Porcentagem das fases - quantidades relativas das fases (regra da alavanca)

o número de fases presentes Composições dessas fases

13 Identificação das Fases

14 Identificação das fases

15 Composição das fases Constrói-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

os lados Traçam-se linhas perpendiculares à linha de amarração a partir dessas intersecções até o

16 SISTEMA Cu-Ni DETERMINAÇÃO DAS FASES PRESENTES E DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS FASES B Comp. Liq= 32% de Ni e 68% de Cu Comp. Sol. = 43% de Ni e 57% de Cu

17 Determinação da quantidade das fases 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 linha 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

tomando-se o comprimento da linha de amarração desde a composição global até a fronteira entre fases com a outra

18 SISTEMA Cu-Ni Determinação das quantidades relativas das fases Composição das fases Comp. Liq= 32% Ni e 68%Cu Comp. Sol. = 43 %Ni e %57Cu Percentagem das fases Fase líquida L = S R+S Fase sólida S = R R+S L = C -C0 C -CL L = Co-CL C -CL

Sol. = 43 %Ni e %57Cu Percentagem das fases Fase líquida L

19 Diagrama de fase e microestrutura

20 Sistemas Eutéticos Binários

21 Reações invariantes em diagramas de fase Eutético L S 1 + S 2 Eutetóide S 1 S 2 + S 3 Peritético S 1 + L S 2

22 Identifique as reações invariantes

23 Microestrutura em ligas eutéticas Abaixo do eutético

24 Microestrutura em ligas eutéticas eutético

25 Microestrutura em ligas eutéticas eutético

26 Diagramas de equilíbrio compostos intermediários

27 Sistema Ferro - Carbono

28 Diagrama de equilíbrio Fe-C Ferro comercialmente puro - < 0,008% Ligas de aços 0 a 2,11 % de C Ligas de Ferros Fundidos acima de 2,11% a 6,7% de C Ferro alfa dissolve até 0,02% C Ferro gama dissolve ate 2,11 % C

29 Diagrama de equilíbrio Fe-C Ponto S : eutetóide - Aço Ponto C: eutético ferro fundido Aço hipoeutetóide 0,008-0,77 C Aço hipereutetóide 0,77-2,11 Fe Fundido hipoeutético 2,11-4,3 Fe Fundido hipereutético > 4,3 S C

30 Diagrama de equilíbrio Fe-C Austenita: solução sólida de C no Fe gama. Boa resistência e apreciável tenacidade, não magnético, CFC Cementita: Carbono na forma Fe 3 C (carboneto de ferro, 6,7% de C). Muito duro, porém frágil. Finas laminas. Ferrita: Ferro praticamente puro. Baixa dureza e resistência a tração, elevada dutilidade e resistente ao impacto (Ferro alfa), CCC.

31 Influência do teor de C nas Propriedades

32 Evolução Microestruturas Concentração eutetóide Perlita: 88% ferrita (ferro alfa) + 12% cementita (Fe3C). Forma lamelar. Propriedades intermediárias

33 Evolução Microestruturas Concentração Hipoeutetóide

34 Evolução Microestruturas Concentração hipereutetóide

35 Glossário

36 Influência de outros elementos de liga

Documentos relacionados

Diagrama de fase unitário para o magnésio. Fonte: Donald R. Askeland; Pradeep P. Phulé - The Science and Engineering of Materials, 4th ed.

Diagrama de fase unitário para o magnésio. Fonte: Donald R. Askeland; Pradeep P. Phulé - The Science and Engineering of Materials, 4th ed. Diagrama de Fases Diagrama de Fase Diagramas de fases são mapas que permitem prever a microestrutura de um material em função da temperatura e composição de cada componente Fase é uma porção homogênea