Eutetico Eutetoide - DESCRIÇÃO PDF

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Diagramas de equilíbrio

1

DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO DIAGRAMA EUTÉTICO

•

Exemplo 1: Cobre - Prata (Cu-Ag)

•Principais

caract características: erísticas:

• • • • •

Linhas Solvus :

Determinam o limite de solubilidade nas soluções sólidas

Linha Liquidus:

Determina a temperatura acima da qual só existe fase líquida ( L)

Linha Solidus:

Determina a temperatura abaixo da qual só existe fase sólida

•

REAÇÃO EUTÉTICA:

Fase Fase

α : Solução sólida rica em Cu β : Solução sólida rica em Ag

β e L) α+β, L+β)

3 regiões monofásicas (α, 3 regiões bifásicas (α+ L,

(solvente) que contém Ag como soluto (CFC) (solvente) que contém Cu como soluto (CFC)

α

e

β

aquec . / resfriam .   → α ( Cα E ) + β ( Cβ E ) L (C E ) ← •

No diagrama Cu-Ag: L (71,9%p Ag)

↔α

(7,9%p Ag) +

β

(91,2%p Ag)

Marcelo F. Moreira

Diagramas de equilíbrio

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Exemplo 2: Diagrama binário Chumbo - Estanho (Pb-Sn)

Aplicação: Ligas para soldagem (solda 60-40) 60%p Sn e 40%p Pb

• •

REAÇÃO EUTÉTICA: No diagrama Pb-Sn: L (61,9% Sn)

↔α

(19,2% Sn) +

β

(97,5% Sn)

MICROESTRUTURA DA LIGA Pb-Sn EUTÉTICA (61,9% Sn)

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Diagramas de equilíbrio DESENVOLVIMENTO

DA

MICROESTRUTURA

EM

LIGAS

3

EUTÉTICAS

(DIAGRAMA EUTÉTICO BINÁRIO - Pb-Sn)

•

LIGA HIPOEUTÉTICA:

hipo hipo: do grego Hypo = posição inferior, escassez eutética = reação eutética = fácil de fundir ( L

•

↔α

+β)

Caso 1: Microestrutura monofásica

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Diagramas de equilíbrio DESENVOLVIMENTO

DA

MICROESTRUTURA

EM

LIGAS

4

EUTÉTICAS

(DIAGRAMA EUTÉTICO BINÁRIO - Pb-Sn)

•

LIGA HIPOEUTÉTICA:

•

Caso 2: Microestrutura bi bifásica fásica com precipitação de

β

no estado sólido

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Diagramas de equilíbrio DESENVOLVIMENTO

DA

MICROESTRUTURA

EM

LIGAS

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EUTÉTICAS

(DIAGRAMA EUTÉTICO BINÁRIO - Pb-Sn)

•

LIGA EUTÉTICA

Reação eutética

L (61,9%p Sn)

↔α

(19,2%p Sn) +

•

Cálculos: Quantidade (fração massa ou %p) das fases

•

Microestrutura da liga eutética Pb-Sn:

α

e

β

β

(97,5% Sn)

a 150°C

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Diagramas de equilíbrio DESENVOLVIMENTO

DA

MICROESTRUTURA

EM

LIGAS

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EUTÉTICAS

(DIAGRAMA EUTÉTICO BINÁRIO - Pb-Sn)

•

LIGA HIPOEUTÉTICA ( em relação ao Pb)

ou HIPEREUTÉTICA ( em relação ao Sn) hiper hiper: do grego Hypér = posição superior, além, escesso eutética = reação eutética = fácil de fundir = ( L

α

pró-eutética (α-pró): Fase

α

↔α

•

Fase

•

Cálculo da quantidade (fração de massa ou %p) :

e

β

+β)

formada entes do eutético

α

pró-eutética, eutético (α

+ β)

e

α

no eutético

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REAÇÃO EUTETÓIDE

•Diagrama

Cobre - Zinco (latões)

A reação eutetóide é muito similar à reação eutética. A diferença é a presença de uma fase sólida no lugar da fase líquida da reação eutética.(γ

↔ α + β)

Assim, o resfriamento de uma liga através do ponto eutetóide, uma fase sólida transforma em duas fases sólidas de composições distintas e diferentes da fase sólida original.

•Exemplo:

Diagrama Cu - Zn - ponto E (75% Zn)

aquec . / resfriam .  →γ (Cγ E ) + ε (Cε E ) δ (C E ) ←

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REAÇÃO PERITÉTICA

É

um

outro

tipo

de

reação

envolvendo

três

fases

em

equilíbrio.

No

aquecimento: uma fase sólida transforma-se em uma fase líquida e outra sólida, ou seja:

•

β→α+

L, no resfriamento:

α+

L

→β

Exemplo: Diagrama Cu - Zn (78,6% Zn)

Ponto P1:

aquec. / resfriam. δ (Cδ P ) + L (CL P ) ←  → ε ( CP 1)

Ponto P2:

aquec . / resfriam .  →δ ( CP 2 ) γ (Cγ P ) + L (CL P ) ←

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TRANSFORMAÇÕES CONGRUENTES:

As

transformações

de

fase

podem

ser

classificadas

de

acordo

com

as

mudanças de composição química das fases envolvidas . Quando

não

existe

mudança

de

composição

química

a

transformação

é

denominada TRANSFORMAÇÃO CONGRUENTE. de transformação congruentes congruentes: Transformações alotrópicas e fusão de

•Exemplos metal puro. As

transformações

nas

quais

pelo

menos

uma

fase

sofre

alteração

de

composição química é chamada de TRANSFORMAÇÃO INCONGRUENTE.

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Lista de exercícios – diagramas de fase

1- Considerando a liga do sistema Cu-Ag, contendo 60% de Ag,determinar: a)

Desenhe a seqüência de solidificação da liga (figura representativa de cada estágio da solidificação).

b) As fases presentes, suas composições e quantidades para a temperatura de 782°C. c)

As fases presentes, suas composições e quantidades para a temperatura de 778°C.

d) A quantidade de fase pró-eutética formada para esta liga. e)

A quantidade de eutético formado para a liga.

2- Considerando a liga Cu contendo 10%at (% atômica) de Ag: a)

Determinar a temperatura de fusão da liga.

b) Qual a composição em peso da liga? (massa atômica do Cu = 63,54 g/mol ; massa atômica da Ag = 107,87 g/mol) c)

Qual a quantidade de fase

β

a 400ºC ?

3- Considerando o diagrama de equilíbrio Al-Cu: a)

Identificar as fases, determinar suas composições e respectivas quantidades



Liga A A: hipoeutética Al-10%Cu nas temperaturas de 700ºC, 600ºC, 550ºC,



Liga B B: eutética (rica em Al) nas temperaturas de 550ºC, 540ºC e 300ºC

para as seguintes ligas:

540ºC e 300ºC

b) Qual a temperatura de fusão para as ligas A e B c) Desenhe a seqüência de solidificação das ligas A e B

4- Considerando o diagrama de equilíbrio Cd-Te: a)

Identificar

as

fases

presentes,

determinar

suas

composições

e

respectivas

quantidades para uma liga Cd-30% Te nas temperaturas de 1000ºC, 800ºC, 330ºC e 200ºC b)

Quais os tipos de transformações / reações neste diagrama?

5- Considerando o diagrama Cu-Zn (diagrama característico dos latões) indicar as reações peritéticas e a reação eutetóide. a)

Desenhe a seqüência de solidificação (figura representativa de cada estágio da solidificação) de um latão com 37% de Zn.

b) Para a liga de composição eutetóide, determinar composições

e

respectivas

quantidades

para

as

as fases presentes, suas temperaturas

de

600°C

e

500°C.

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Diagramas de equilíbrio

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Referência: ASM Handbook volume 3 - Alloy Phase Diagrams - ASM international 1992

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