Diagrama de fase

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Ligas: Diagrama de Fases
Adriano Weihmayer Almeida RA:980221-5
I. INTRODUÇÃO Todos os metais possuem uma certa característica física em um determinado estado físico. Sendo ele líquido, gasoso ou sólido, suas características se repetem sempre que as condições do meio necessárias são atingidas. As ligas, apesar de serem misturas de elementos, não fogem desta regra. Também apresentam suascaracterísticas definidas. Para a qualquer aplicação que formos usar as ligas, seja ela para construção civil ou para aplicações no setor elétrico, temos que ter o conhecimento do comportamento do material, para que todo o tipo de situações seja previsto. Evitamos assim surpresas e prejuízos tanto materiais, quanto monetários e perdas de vida. Assim, o diagrama de fases é um método muito eficiente depredizermos em que fases se encontram em equilíbrio para uma dada composição de liga e uma certa temperatura. Também podemos determinar a composição química de cada fase e calcular a quantidade de cada fase presente. II. VISÃO GERAL SOBRE DIAGRAMA DE FASE Antes de falarmos propriamente sobre o diagrama de fase de ligas é importante termos uma noção sobre a teoria empregada na construção do diagrama. AFig. 1 mostra a solubilidade do açúcar na água; a curva na figura é uma curva de solubilidade. Todas as composições à esquerda da curva, correspondem a uma única fase, pois todo o açúcar está dissolvido na fase líquida. Com porcentagens mais elevadas de açúcar, que correspondem ao lado direito da curva, é impossível dissolver completamente o açúcar; logo, teremos uma mistura de duas fases, açúcarsólido e um “xarope” líquido. Pretendo neste relatório e através da apresentação, mo strar como funcionam os diagramas de fases, sua montagem e suas aplicações.

Figura1. Solubilidade açúcar na água
Figura 2 Solubilidade do NaCl (curva superior à direita) e da água (curva superior esquerda) em uma solução aquosa de sal.

A Fig. 2 mostra um outro sistema de dois componentes que possui maiorimportância prática que o primeiro. Aqui, os extremos da abscissa são 100% de H2O e 30% de NaCl. Observe que a solubilidade do NaCl aumenta com a temp e-

ratura e que a solubilidade de H2O também aumenta com a temperatura e que as composições intermediárias têm temperaturas de fusão inferiores à da água pura (0o. C) e do sal puro (800o. C). Essas relações de fusão e solidificação são

muitocomuns em todos os tipos de combinações de dois componentes. Quando dois metais formam uma fase líquida homogênea, isto é, eles são completamente solúveis um no outro, eles não necessariamente se solidificarão para formar uma fase sólida homogênea. Quando solidificados dois metais podem ser: * completamente solúveis um no outro; * completamente insolúveis um no outro; * parcialmente solúveis um nooutro; * combinados para formar um composto intermetálico. Os diagramas de equilíbrio ou de fase (algumas vezes chamados curvas de solubilidade) são usados para mostrar a

percentagem de cada metal na liga com o eixo das ordenadas indicando a temperatura. Este é um método conveniente para indicar as mudanças de estado e estrutura pelas quais cada liga passa durante o resfriamento lento a partirdo estado líquido para o estado sólido em condições de equilíbrio. A situação mais comum ocorre quando dois metais são parcialmente solúveis. O diagrama de fases para esta situação é mostrado na Fig. 3, que mostra a solubilidade sólida e a formação de uma mistura eutética (derivada da palavra grega que significa “fundindo bem”).

Figura 3 Diagrama de Fases para o caso de solubilidade parcialproporções intermediárias a estrutura contem laminações de Com referência a Fig. 3: * a linha AEB é do líquido e a linha ACEDB é do sólido; * a solução sólida á é metal (soluto) dissolvido no metal A (solvente); * a solução sólida â é metal A (soluto) dissolvido no metal B (solvente); * as linhas CF e DG denotam a máxima solubilidade de B em A e de A em B, respectivamente. Se uma pequena...
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