ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA
INSTITUTO POLITÉCNICO DE SETÚBAL
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
DISCIPLINAS: MATERIAIS e MATERIAIS I
PROBLEMAS PROPOSTOS PARA AS AULAS PRÁTICAS
Retirados do livro: “Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais”, W.F. Smith, McGraw Hill.
7ª Aula
Considere uma liga com 70% pond. Ni e 30% pond. Cu (ver diagrama CuNi).
(a) Faça a análise das fases presentes em equilíbrio à temperatura
de 1350 °C. Na análise das fases inclua:
(i) Quais são as fases presentes?
(ii) Qual é a composição química de cada uma das fases?
(iii) Qual é a proporção de cada uma das fases?
(b) Faça uma análise semelhante para a temperatura de 1500 °C.
(c) Esboce as microestruturas que a liga apresenta a cada uma das
temperaturas acima referidas, usando um campo circular de
observação no microscópio.
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DISCIPLINAS: MATERIAIS e MATERIAIS I
Considere o diagrama de fases binário eutéctico cobre - prata. Faça a
análise das fases presentes na liga com a composição 75% pond. Cu 25% pond. Ag, às seguintes temperaturas:
(a) 1000 ºC, (b) 800 °C, (c) 780°C + ∆T e (d) 780°C - ∆T.
Na análise das fases inclua:
(i) As fases presentes.
(ii) As composições químicas das fases.
(iii) As proporções de cada uma das fases.
(iv) Esboços das microestruturas, usando campos circulares com 2
cm de diâmetro.
Se 750 g de uma liga com 80% pond. Ag - 20% pond. Cu for arrefecida
lentamente desde 1000 °C até uma temperatura imediatamente inferior a
780 °C (ver diagrama de fases Ag-Cu):
(a) Quantos gramas de líquido e beta pró-eutéctico estão presentes
a 800 °C?
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(b) Quantos gramas de líquido e beta pró-eutéctico estão presentes
a 780 °C +∆T?
(c) Quantos gramas de alfa estão presentes na estrutura eutéctica a
780 °C - ∆T?
(d) Quantos gramas de beta estão presentes na estrutura eutéctica
a 780 °C - ∆T?
8ª Aula
À temperatura de 183 °C - ∆T, uma liga chumbo-estanho (Pb - Sn) é
constituída por 75% pond. de β pró-eutéctico e 25% pond. da mistura
eutéctica (α+β). Calcule a composição média desta liga.
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À temperatura de 50 °C, uma liga Pb - Sn é constituída por 30% pond. de
β e 70% pond. de α. Qual é a composição média de Pb e de Sn nesta
liga?
Uma Iiga com 75% pond. Pb e 25% pond. Sn é arrefecida lentamente
desde 250 °C até 27 °C.
(a) A liga é hipoeutéctica ou hipereutéctica?
(b) Qual é a composição química do primeiro sólido a formar-se?
(c) Quais são as composições e proporções de cada uma das fases
presentes na liga à temperatura de 183 °C +∆T?
(d) Quais são as composições e proporções de cada uma das fases
presentes na liga à temperatura de 183 °C - ∆T?
(e) Quais são as proporções de cada uma das fases presentes na
liga à temperatura ambiente?
Considere uma liga Fe - Ni com 5,2% pond. Ni, que é arrefecida
lentamente desde 1550 °C até 1450 °C. Qual é a percentagem em peso
da liga que solidifica através da reacção peritéctica?
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DISCIPLINAS: MATERIAIS e MATERIAIS I
Determine a percentagem em peso e as composições (percentagens
ponderais) de cada uma das fases presentes na liga Fe - Ni com 4,1%
pond. Ni, a 1517 °C
Considere o diagrama de fases Cu – Zn:
(a) Qual é a solubilidade máxima, em percentagem em peso, de Zn
em Cu na solução sólida terminal α?
(b) Identifique as fases intermédias presentes no diagrama de fases
Cu - Zn.
(c) Identifique três reacções trifásicas invariantes no diagrama Cu Zn.
(d) Determine as coordenadas de composição e temperatura das
reacções invariantes.
(e) Escreva as equações das reacções invariantes.
(f) Indique os nomes das reacções invariantes.
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DISCIPLINAS: MATERIAIS e MATERIAIS I
Considere o diagrama de fases alumínio-níquel (Al - Ni). Em relação a
este diagrama de fases:
(a) Determine as coordenadas de composição e temperatura das
reacções invariantes.
(b) Escreva as equações das reacções trifásicas invariantes e
indique os respectivos nomes.
(c) Assinale as regiões bifásicas deste diagrama de fases.
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