Diagramas De Fase

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Material didático elaborado pela professora Ana Sofia C. M. d´Oliveira, da UFPr, para uso em aulas de pós-graduação da disciplina Metalurgia Física.

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Diagramas De Fase

  1. 1. Diagramas de fase A.S.D’Oliveira
  2. 2. 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: Solubilidade total Solubilidade parcial Insolubilidade A.S.D’Oliveira
  3. 3. Diagramas de fase Sistema Isomorfo Solubilidade total Sistema eutético Solubilidade parcial A.S.D’Oliveira
  4. 4. Diagramas de fase Ao misturar o elemento A e o B na solidificação pode se formar uma solução sólida/fase com características distintas das de A ou de B Solução sólida vs mistura Fase Homogênea de composição química Heterogênea; mais de variável uma fase presente Fase é a porção homogênea de um sistema que tem características físicas e químicas definidas A.S.D’Oliveira
  5. 5. Diagramas de fase 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 A.S.D’Oliveira
  6. 6. Diagramas de fase Informação fornecida pelo diagrama de fases: Temperatura de fusão Fases presentes em função da temperatura Composição química das fases Proporção das fases Limite de Solubilidade Distribuição de fases A.S.D’Oliveira
  7. 7. Diagramas de fase Limite de solubilidade... A.S.D’Oliveira
  8. 8. Diagramas de fase Sistema isomorfo Resfriamento no equilíbrio A.S.D’Oliveira
  9. 9. Diagramas de fase Sistema isomorfo Resfriamento fora do equilíbrio A.S.D’Oliveira
  10. 10. Diagramas de fase 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 L = C-C0 R+S C-CL S =R S = Co-CL R+S C-CL A.S.D’Oliveira
  11. 11. Diagramas de fase Sistema eutético Liga até 2wt% Sn O que determina as propriedades mecânicas desta liga? A.S.D’Oliveira
  12. 12. Diagramas de fase Liga com 10% Sn Como alterar as propriedades mecânicas desta liga? A.S.D’Oliveira
  13. 13. Diagramas de fase Reação eutética Desenvolvimento da estrutura L + lamelar Liga com composição eutética A.S.D’Oliveira
  14. 14. Diagramas de fase Liga Hipoeutética A.S.D’Oliveira
  15. 15. Diagramas de fase 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 A.S.D’Oliveira
  16. 16. Diagramas de fase A.S.D’Oliveira
  17. 17. Diagramas de fase L -> α + β γ -> α + β A.S.D’Oliveira
  18. 18. Diagramas de fase Reação peritética L + α -> β Reação periotetóide α + β -> δ Reações relativamente lentas que ocorrem em geral em torno dos contornos de grão A.S.D’Oliveira
  19. 19. Diagramas de fase Fases intermediárias A.S.D’Oliveira
  20. 20. Diagramas de fase Fases intermediárias Com solubilidade Sem solubilidade A.S.D’Oliveira
  21. 21. Diagramas de fase Considere para o diagrama abaixo que:  Fase de elevada ductilidade;  fase dúctil mas menos que   fase de elevada resistência i. Complete diagrama e identifique reações eutética e peritética ii. Descreva a estrutura da liga hipoeutética na temperatura de 200°C. iii. Para a liga hipereutética determine composição química e proporção das fases a temperatura ambiente iv. Se de 28% a 97%B estão presentes sempre as mesmas fases porque se devem esperar propriedades diferentes? A.S.D’Oliveira
  22. 22. Efeito dos elementos de liga Diagramas Ternários A.S.D’Oliveira
  23. 23. Diagramas de fase Efeito dos elementos de liga Efeito sobre a T do eutetoide A.S.D’Oliveira
  24. 24. Diagramas de fase Influência do carbono no diagrama Fe-Cr A.S.D’Oliveira
  25. 25. Diagramas de fase Diagramas Ternários Cortes isotérmicos A.S.D’Oliveira
  26. 26. Diagrama Fe-C E Resfriamento fora do equilibrio A.S.D’Oliveira
  27. 27. Diagramas de fase Diagrama Fe-Fe3C  Cristalografia do ferro puro  Limites de solubilidade  Patamares e reações importantes A.S.D’Oliveira
  28. 28. Diagramas de fase Hipoeutetóide Hipereutetóide Eutetóide A.S.D’Oliveira
  29. 29. Microestruturas obtidas por resfriamento rápida: A.S.D’Oliveira
  30. 30. Microestruturas obtidas por resfriamento rápida: Curvas TTT Curvas TRC A.S.D’Oliveira
  31. 31. Microestruturas obtidas por resfriamento rápida: A.S.D’Oliveira
  32. 32. Microestruturas obtidas por resfriamento rápida: perlita fina perlita grossa A.S.D’Oliveira
  33. 33. Resfriamento rápido Aço Eutetoide/ Austempera Bainita A.S.D’Oliveira
  34. 34. Resfriamento rápido Aço Eutetoide Martensita TCC Tempera A.S.D’Oliveira
  35. 35. Resfriamento rápido Aço Eutetoide Revenido A.S.D’Oliveira
  36. 36. Relação microestrutura- propriedades A.S.D’Oliveira
  37. 37. TTT - Aço hipereutetóide TRC - Aço hipoeutetóide A.S.D’Oliveira
  38. 38. 800 A+ A Diagrama TTT Fe-0.45wt%C A+P 600 P Identificar sequência de B resfriamento A+B a) 100% martensita A 400 50% b) Perlita, ferrita e bainita M (start) M (50%) c) Perlita e ferrita M (90%) d) Bainita e martensita 200 0 0.1 10 103 105 time (s) A.S.D’Oliveira
  39. 39. Exercícios Diagrama TRC Fe-0.30wt%C Identifique as microestruturas resultantes Martensíta Ferrita e martensita Ferrita, perlita e martensita Ferrita e perlita fina Ferrita e perlita grosseira A.S.D’Oliveira
  40. 40. A.S.D’Oliveira

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