Propriedade dos materiais diagrama de fases

PROPRIEDADES DOS MATERIAIS – 2012 2
ATIVIDADE – AULA 9
Diagramas de fases – Solução
1. Desenvolva a regra da alavanca
Resposta: Considere um diagrama de fases isomorfo, onde uma liga de composição C0 apresenta as composições CL e Cα, na região de existência da mistura (α + L). WL e Wα são as frações mássicas do líquido e do sólido em equilíbrio, respectivamente. Pelo principio da conservação de massa, a soma das frações deve ser igual à unidade, então: WL + Wα = 1 (1). Por outro lado, a massa de um dos componentes que esteja presente em ambas as fases deve ser igual à massa daquele componente na liga, ou seja:
WαCα + WLCL = C0 (2). Isolando WL na primeira equação e substituindo na segunda: WL = 1 - Wα à༎ WαCα + (1 Wα) CL = C0 à༎ WαCα + CL - WαCL = C0 à༎ Wα (Cα - CL) = C0 - CL à༎

ෆ !ෆ

෇ෳ = ෆ෼ !ෆ෇
ෳ

෇

Analogamente, isolando

ෆ !ෆ

෇෇ = ෆෳ !ෆ෼

Wα, resulta:

ෳ

෇

2. Para uma liga com 40%p Sn – 60%p Pb a 150º C, (a) quais fases estarão presentes? (b) Qual é a composição das fases?
Resposta: (a) Conforme os dados fornecidos, examinando o diagrama Sn-Pb encontra-se o ponto B, onde coexistem as fases α e β. (b) Construindo a tie line, no campo α + β a 150ºC, como indicado na figura, a composição da fase α corresponderá à intersecção da tie line com a linha solvus, em aproximadamente
10%p Sn – 90%p Pb, indicado como Cα. Analogamente para a fase β, teremos uma composição de aproximadamente 98%p Sn –
2%p Pb. (Cβ)
3. Para a liga 40%p Sn – 60%p Pb a 150º C calcule as quantidades de cada fase presente em termos de fração mássica.
Resposta: Como a liga em questão apresenta duas fases, deve-se aplicar a regra da alavanca. Considerando o porcentual em peso do estanho e denominando de C1 a composição global da liga:
ෆ !ෆ

෽෽!෽෼

෇ෳ = ෆෳ!ෆ෼ = ෽෽!෼෼ = ෼, ෽෽
ෳ

ෳ

ෆ !ෆ

෽෼!෼෼

෇ෳ = ෆ෼ !ෆෳ = ෽෽!෼෼ = ෼, ෽෽
ෳ

ෳ

4. Para uma liga composta de 99,65%p Fe – 0,35%p C, a uma temperatura imediatamente abaixo da eutetóide,