Ciência dos Materiais I - Prof. Nilson – Aula 6
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Diagrama de Fases Bem bolado, Notas de estudo de Matemática
Ciencias dos materiais - Prof. Nilson C. Cruz
Tipologia: Notas de estudo
Antes de 2010
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www.sorocaba.unesp.br/gpm Aula 6 Equilíbrio Termodinâmico: Estado e Fase
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www.sorocaba.unesp.br/gpm Limite de Solubilidade
Concentração máxima do soluto que pode ser dissolvida
no solvente para formar uma solução sólida.
A adição de soluto além do limite de solubilidade resulta
na formação de outra solução ou de outro composto com
composição diferente.
O limite de solubilidade é uma função da temperatura do
sistema.
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www.sorocaba.unesp.br/gpm Açúcar 0 20 40 60 80 100 Água 100 80 60 40 20 0 Solução líquida
Açúcar sólido Solução líquida Limite de solubilidade Temperatura (
°C)
Limite de Solubilidade
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www.sorocaba.unesp.br/gpm Fases Porção homogênea de um sistema que possui características físicas e químicas uniformes.
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www.sorocaba.unesp.br/gpm Sistemas homogêneos possuem uma única fase. Quando mais de uma fase estiver presente (sistemas heterogêneos): a) cada fase terá suas propriedades individuais b) existirá um fronteira entre as fases com mudança abrupta nas características Fases
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www.sorocaba.unesp.br/gpm Microestrutura
A microestrutura determina as propriedades físicas e o
comportamento de um material.
Em ligas metálicas, a microestrutura:
a) é caracterizada pelo número de fases e pela
distribuição delas.
b) é função da composição e do histórico térmico da
liga.
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Um sistema está em equilíbrio se sua energia livre é
mínima para uma dada combinação de composição,
temperatura e pressão.
As características de um sistema em equilíbrio não mudam
com o tempo. Ele é estável!
Se ocorrerem alterações na temperatura, pressão e/ou
composição, ocorrerão mudanças para um estado no qual a
energia do sistema seja reduzida.
Equilíbrio
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www.sorocaba.unesp.br/gpm Estados de não-equilíbrio (Metaestável) Às vezes o sistema não tem tempo suficiente para atingir o estado de equilíbrio!
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www.sorocaba.unesp.br/gpm Diagramas de Fase em Estados de Equilíbrio Fornecem relações entre a temperatura, as composições e as quantidades de cada fase na condição de equilíbrio.
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www.sorocaba.unesp.br/gpm Sistema Cu-Ni Temperatura (
°C)
Líquido ( L ) Linha Solidus (Cu) Composição (%p Ni) (Ni)
(solução sólida
substitucional CFC) Temperatura (
°F)
+ L
Linha Liquidus Composição (%at Ni) Temperatura de fusão Cu Temperatura de fusão Ni
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www.sorocaba.unesp.br/gpm Interpretação dos Diagramas de Fases O diagrama de fases de um sistema binário em equilíbrio fornece:
- As fases presentes.
- A composição dessas fases.
- As proporções de cada fase.
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www.sorocaba.unesp.br/gpm Determinação da composição das fases Para ligas monofásicas, a composição de uma dada fase é a própria composição da liga naquele ponto do diagrama. Para ligas bifásicas deve-se traçar uma linha horizontal, a linha de amarração , na temperatura desejada e determinar a interseção desta reta com as fronteiras entre as fases.
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www.sorocaba.unesp.br/gpm Determinação da composição em ligas bifásicas
1) Traça-se a linha de amarração,
na temperatura desejada, através
da região bifásica.
+ L
Líquido