DIAGRAMAS DE FASES DIAGRAMAS DE FASES
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- Thais Azenha Alcântara
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1 DIAGRAMAS DE FASES Prof. MSc: Anael Krelling 1
2 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. 2
3 3
4 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. 4
5 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. DIAGRAMAS DE FASES 5
6 6
7 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? 7
8 8
9 SISTEMAS EUTÉTICOS BINÁRIOS 3 regiões monofásicas 3 regiões bifásicas Temperatura de fusão Transformação eutética 9
10 hipoeutético eutético hipereutético 10
11 11
12 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 12 em equilíbrio
13 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 13 em equilíbrio
14 O SISTEMA FERRO-CARBONO OU FERRO-CARBETO DE FERRO (Fe-Fe 3 C) 14
15 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%) 15
16 Aços Ferros Fundidos 16
17 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 Fe 3 C 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. 17
18 Hipoeutetóide Eutetóide Hipereutetóide 18
19 DESENVOLVIMENTO DE MICROESTRUTURAS EM LIGAS Fe-C 19
20 20
21 21
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