CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINA
UNIDADE DE ENSINO DE FLORIANÓPOLIS
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE METAL MECÂNICA - DAMM
Introdução a tecnologia
dos materiais
ProIn I
Prof. Henrique Cezar Pavanati, Dr. Eng
E-mail: [email protected]
Prof. Henrique Cezar Pavanati
Diagramas de fase
Diagramas de Fase ou de Equilíbrio
1. IMPORTÂNCIA:
- Dá informações direta sobre as fases presentes no
material em função da temperatura e composição
- Conhecendo as fases pode-se estimar o tipo de
microestrutura presente e daí as propriedades
- Permite a visualização da solidificação e fusão
- Dá informações sobre outros fenômenos
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Diagramas de fase
Diagramas de Fase ou de Equilíbrio
LIMITE DE SOLUBILIDADE: é a concentração máxima de
átomos de soluto que pode dissolver-se no solvente, a
uma dada temperatura, para formar uma solução sólida.
Quando o limite de solubilidade é ultrapassado forma-se
uma segunda fase com composição distinta
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Diagramas de fase
Diagramas de Fase ou de Equilíbrio – Sistema Binário
Isomorfo - quando a solubilidade é completa (Exemplo: Sistema Cu-Ni)
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Diagramas de fase
Interpretação do diagrama de equilíbrio
- Fases presentes - localiza-se a temperatura e composição deseja
da e verifica-se o número de fases presentes
- Composição química das fases usa-se o método da linha
de conexão (isoterma – linha horizontal do diagrama de fases)
Para um sistema monofásico a composição é a mesma
da liga
- Percentagem das fases - (quantidades relativas das
fases) regra da alavanca
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Diagramas de fase
Interpretação do diagrama de equilíbrio
Linha de
conexão
(isoterma)
Comp. Liq= 32% de
Ni e 68% de Cu
Comp. Sol. = 45% de Ni e 55% de Cu
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Diagramas de fase
• Composição das fases
Comp. Liq= 31,4% Ni e 68,9%Cu
Comp. Sol. = 42,5,4 %Ni e %57,5Cu
• Percentagem das fases
Fase líquida
L =S
R+S
L = C-C0
C-CL
Fase sólida
S =R
R+S
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L = Co-CL
C-CL
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Diagramas de fase
Mudança na composição das fases durante o processo de solidificação
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Diagramas de fase
Sistemas eutéticos binários
Diagrama
ChumboEstanho
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Diagramas de fase
Sistemas eutéticos binários
Reação eutética:
Líquido
+
• Neste caso a solidificação processa-se como num m
etal puro, no entanto o produto é 2 fases sólidas disti
ntas.
Microestrutura do eutético:
LAMELAR
camadas alternadas de fase  e .
Ocorre desta forma porque é a de menor percurso para
a difusão
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Sistemas eutéticos binários
Líquido
()
+
LINHA SOLVUS
Indica solubilidade
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+
()
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Diagramas de fase
Sistemas eutéticos binários
•
HIPOEUTÉTICO COMPOSIÇÃO
MENOR QUE O EUTÉTICO
HIPEREUTÉTICO COMPOSIÇÃO
MAIOR QUE O EUTÉTICO
•
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Diagramas de fase
Sistemas eutético binário – Pb-Sn microestrutura
• Região preta é a fase
primária  rica em Pb
• Lamelas são constituíd
as de fase  rica em Pb
e fase  rica em Sn
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Diagramas de fase
Diagrama Ferro - Carbono
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Diagramas de fase
FERRO PURO
ccc
cfc
ccc
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•
•
•
•
•
FERRO  = FERRITA
FERRO  = AUSTENITA
FERRO  = FERRITA 
TF= 1534 C
As fases ,  e  são
soluções sólidas com
Carbono intersticial
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Diagramas de fase
FERRITA
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AUSTENITA
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Diagramas de fase
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FERRO  = FERRITA
FERRO  = AUSTENITA
• Estrutura= ccc
• Temperatura “existência”= até
912 C
• Fase Magnética até 768 C
(temperatura de Curie)
• Solubilidade máx do Carbono
= 0,002% a 727 C
• É mole e dúctil
• Estrutura= cfc (tem + posiçõe
s intersticiais)
• Temperatura “existência” =
912 -1394C
• Fase Não-Magnética
• Solubilidade máx do Carbono
= 2,14% a
1147 C
• É mais dura
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Diagramas de fase
Sistema Fe-Fe3C
•
•
•
•
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Ferro Puro= até 0,008% de Carbono
Aço= 0,008 até 2,1% de Carbono
Ferro Fundido= 2,1-4,5% de Carbono
Fe3C (CEMENTITA)= Forma-se quando o limite d
e solubilidade do carbono é ultrapassado (6,7% d
e C)
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Sistema Fe-Fe3C - Eutetóide
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Diagramas de fase
Perlita
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Diagramas de fase
Sistema Fe-Fe3C - Eutetóide
100% Perlita
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Diagramas de fase
Sistema Fe-Fe3C - hipoeutetóide
Perlita
Ferrita
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Diagramas de fase
Sistema Fe-Fe3C - hipereutetóide
Perlita
Cementita Fe3C
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