TM229 - Introdução aos Materiais

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1 TM229 - Introdução aos Materiais Ana Sofia C. M. D Oliveira

2 Diagramas de fase

3 O que são Diagramas de Fase? Mapas que representam a relação de fases em função da temperatura, pressão e composição química Fornecem informação necessária para o controle das fases/microestrutura em um dado material Os diagramas de fase podem representar sistemas com solubilidade total na fase liquida e que na solidificação podem apresentar: Solubilidade total Solubilidade parcial Insolubilidade

4 Ao solidificar uma mistura do elemento A e do elemento B pode se formar uma solução sólida/fase com características distintas das de A ou de B Fase Homogênea de composição química variável Solução sólida vs mistura Heterogênea; mais de uma fase presente Fase é a porção homogênea de um sistema que tem características físicas e químicas definidas

5 Sistema Isomorfo Solubilidade total Sistema eutético Solubilidade parcial

6 Fase é a porção homogênea de um sistema que tem características físicas e químicas definidas 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 morfologia e distribuição das fases

7 Informação fornecida pelo diagrama de fases: Temperatura de fusão Fases presentes em função da temperatura Composição química das fases Limite de Solubilidade Proporção das fases Distribuição de fases Indireta Direta

8 Sistema Isomorfo Solubilidade total Temperatura de fusão Fases presentes em função da temperatura Composição química das fases Limite de Solubilidade

9 Sistema isomorfo Resfriamento no equilíbrio

10 Sistema isomorfo Composição das fases Comp. Liq= 31,4% Ni e 68,9%Cu Comp. Sol. = 42,5,4 %Ni e %57,5Cu Proporção das fases L = S R+S L = C -C0 C -CL S = R R+S S = Co-CL C -CL

11 Determine a composição quimica e proporção de fases da liga Ni-50wt%cu a 1300C

12 Sistema isomorfo Resfriamento fora do equilíbrio

13 Sistema Isomorfo Solubilidade total Sistema eutético Solubilidade parcial

14 Informação fornecida pelo diagrama de fases: Temperatura de fusão Fases presentes em função da temperatura Composição química das fases Limite de Solubilidade Proporção das fases Distribuição de fases Indireta Direta

15 Sistema eutético Solubilidade parcial Temperatura de fusão Fases presentes em função da temperatura Composição química das fases Limite de Solubilidade

16 Sistema eutético Liga até 2wt% Sn O que determina as propriedades mecânicas desta liga?

17 Liga com 10% Sn Como alterar as propriedades mecânicas desta liga?

18 Reação eutética Desenvolvimento da estrutura lamelar L + Liga com composição eutética

19 Liga Hipoeutética

20 Microestrutura de uma liga hipoeutética Região preta é a fase primária rica em Pb Lamelas são constituídas de fase rica em Pb e fase rica em Sn

21 Qual a composição quimica desta liga Pb-Sn? Qual o erro que se tem de levar em consideração?

22

23 Determine a composição quimica e proporção de fases da liga Sn 20wt%Pb a 250C e a 100C

24 Temperatura Temperatura do eutetico Temperatura do eutetoide γ -> α + β L -> α + β Composição do eutetoide Composição do eutetico Composição

25 Reação peritética Reação periotetóide L + α -> β α + β -> δ Reações relativamente lentas que ocorrem em geral em torno dos contornos de grão

26 Diagrama Fe-Fe 3 C Cristalografia do ferro puro Limites de solubilidade Patamares e reações importantes

27 Aço eutetoide

28 Aço hipoeutetoide Aço hipertetoide

29 Fases intermediárias Com solubilidade Sem solubilidade

30 Fases intermediárias

31 Fases intermediárias diagrama Cu-Zn Reações Peritéticas Eutéticas Eutetoides α+l β β+l γ γ+l δ δ+l ε δ γ+ε ε+l η

32 Fases intermediárias diagrama Cu-Zn γ+l δ δ+l ε δ γ+ε

33 Diagramas ternários isotermas Diagrama ternário em 3D Diagrama ternário em 2D, as setas indicam que a direção em que cai a T

34 Diagramas ternários Para facilitar a leitura utilizam-se cortes isotérmicos Corte isotérmico a 900C

35 Fases presentes nas ligas: Fe10wt%Ni30wt%Cr Fe40wt%Ni15wt%Cr

36 Fases presentes nas ligas: Fe10wt%Ni30wt%Cr Fe40wt%Ni15wt%Cr

37 Fases presentes nas ligas: Fe10wt%Ni30wt%Cr Fe40wt%Ni15wt%Cr

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