Diagrama de fases

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CONSTITUIÇÃO E DIAGRAMAS DE FASES
CONSTITUI
Professor: Gilberto Carvalho Coelho
Carga Horária: 60 horas
Bibliografia:
1 - Rhines, F. N. Phase Diagram in Metallurgy Their Development and Application. McgrawHill, New York, 1956.
2 - Kaltenbach, K. e Gama, S. Phase Diagrams The Maps of Materials. Apostila DEMAR,
Lorena, 1983.
3 - Gordon, P. Principles of Phase Diagrams in
Materials Systems.McGraw-Hill, New York,
1968.
4 - Darken, L. e Gurry, R. Physical Chemistry of
Metals. McGraw-Hill, New York, 1953.
5 - Prince, A. Alloy Phase Equilibria. Elsevier,
Amsterdam, 1966.
6 - Alloy Phase Diagrams. ASM Handbook,
Volume 3, ASM, Metals Park, Ohio, 1992.
7 - Metallography and Microstuctures. ASM
Handbook, Volume 9, ASM, Metals Park, Ohio,
1992.
8 - Massalski, T. B. Binary AlloysPhase Diagrams.
ASM, Metals Park, Ohio, 1990.
9 - Callister Jr., W.D., Ciência e Engenharia de
Materiais: Uma Introdução. LTC, Rio de Janeiro,
2002.

CONSTITUIÇÃO E DIAGRAMAS DE FASES
CONSTITUI
Carga horária: 60 horas
Conteúdo:
1 - Introdução
2 - Sistemas unários
3 - Sistemas binários isomorfos
4 - Sistemas binários eutéticos
5 - Sistemas binários eutetóides
6 - Sistemas bináriosmonotéticos
7 - Transformações congruentes
8 - Sistemas binários peritéticos
9 - Sistemas binários peritetóides
10 - Sistemas binários sintéticos
11 - Diagramas de fases binários complexos
12 - Sistemas ternários isomorfos
13 - Equilíbrio ternário de três fases
14 - Equilíbrio ternário de quatro fases, Classe I
15 - Equilíbrio ternário de quatro fases, Classe II
16 - Equilíbrio ternáriode quatro fases, Classe III
17 - Transformações congruentes em sistemas ternários
18 - Sistemas ternários complexos

Constituição e Diagramas de Fases
DIAGRAMA

Variáveis termodinâmicas
Variáveis termodinâmicas
•Pressão
•Pressão
•Temperatura
•Temperatura
•Composição
•Composição

FASE

CONSTITUIÇÃO
•Calor específico, entalpia, entropia
•Calor específico, entalpia, entropia•Energia livre
•Energia livre
•EQUILÍBRIO
•EQUILÍBRIO
(tempo?!? materiais na engenharia?!?)
(tempo?!? materiais na engenharia?!?)

REGRA DAS FASES
REGRA

P+F=C+2
P+F=C+2

(F = m - n)

P número de fases em equilíbrio (restrições)
F grau de liberdade
C número de componentes (+2 = variáveis independentes)

P + F = C + 1 (P=const.)

COMPONENTE (= ELEMENTO?)
/
H2 O

gás

H2 Olíquido

H2 + O2
O2
H2

H2 O
H2 O

H2
O2

baixa T
•2 elementos
•3 componentes

H2 H2 O O2
O2

H2
H2 O

alta T
•2 elementos
•2 componentes
H2 + O2 = H2O

Fase
é qualquer porção homogênea de um
sistema.
Diferentes porções homogêneas à
mesma temperatura, pressão e
composição como gotas ou grãos, são
consideradas como a mesma fase.

Componente
o número decomponentes de um
sistema é o menor número de variáveis
constituintes independentes através
das quais a composição de cada fase
envolvida no equilíbrio pode ser
expressa.

2 - SISTEMAS UNÁRIOS

1 componente

Variáveis: P e T

2.1 - Equilíbrio Invariante (F = 0)
2.1
0)
Regra das fases
F=0 e C=1
P+0=1+2
P=3

G
L

S

S
PT, TT

P1, T1

G

S

L

PT, TT

G
S

S

LG
L

PT, TT

L

Geral: a regra das fases não está relacionada com as
quantidades das fases presentes ou com suas
propriedades, mas somente com o número de fases
presentes no equilíbrio e com suas composições,
temperatura e pressão.

2.2 - Equilíbrio Univariante (F = 1)
2.2
1)
Regra das fases
F=1 e C=1
P+1=1+2
P=2

fusão

evaporação

sublimação

Formas das curvas
LeChatelier (qualitativo)
Quando uma ação é exercida sobre o sistema, este
varia de forma a anular os efeitos desta ação.
Clausius-Clapeyron (quantitativo)

dP
Δ H tr
=
dT
T Δ V tr

Equilíbrio univariante metaestável
Exemplo: subresfriamento do equilíbrio L+G
A extensão de uma curva de equilíbrio bifásico
para além do equilíbrio trifásico que a limita
ocorre para dentro do campo de...
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