DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO DE FASES

Ciência de Materiais. LEGI.

DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO DE FASES

1. Considere o diagrama de equilíbrio de fases alumínio-níquel (Al-Ni).

a) Enuncie três transformações isotérmicas (de tipos diferentes) de entre as que o diagrama

apresenta, indicando as temperaturas a que ocorrem, a composição química de cada uma das

fases intervenientes e a designação por que são conhecidas.

b) Estude o arrefecimento suficientemente lento para poder ser seguido o diagrama de equilíbrio,

da liga Al-Ni 50% Ni (percentagem em peso), a partir do estado líquido.

1. Indique a temperatura de fim de solidificação e a composição química do último líquido a

solidificar.

2. À temperatura de 854 ºC, indique as fases por que a liga é constituída, assim como as

respectivas composições químicas e proporções das fases, distinguindo entre fases

primárias e secundárias, se fôr caso disso.

3. À temperatura mais baixa do diagrama, indique as fases por que a liga é constituída, assim

como as respectivas composições químicas e proporções das fases, distinguindo entre fases

primárias e secundárias, se fôr caso disso.

4. Faça um esboço da microestrutura da liga à temperatura mais baixa indicada no diagrama.

c) Idem à alínea b), para uma liga com 35% Ni.

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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO DE FASES

2. Considere o diagrama de equilíbrio de fases sílica-alumina (SiO2-Al2O3).

a) Enuncie todas as transformações isotérmicas que o diagrama apresenta, indicando as

temperaturas a que ocorrem, a composição química de cada uma das fases intervenientes e a

designação por que são conhecidas.

b) Estude o arrefecimento suficientemente lento para poder ser seguido o diagrama de equilíbrio,

do cerâmico SiO2-Al2O3 com 40% SiO2 (percentagem em peso), a partir do estado líquido.

1. Indique a temperatura de fim de solidificação e a composição química do último líquido a

solidificar.

2. À temperatura mais baixa do diagrama, indique as fases por que o cerâmico é constituído,

assim como as respectivas composições químicas e proporções das fases, distinguindo

entre fases primárias e secundárias, se fôr caso disso.

3. Faça um esboço da microestrutura do cerâmico à temperatura mais baixa indicada no

diagrama.

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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO DE FASES

3. Considere o diagrama de equilíbrio de fases ferro-cementite (Fe-Fe3C).

a) Enuncie todas as transformações isotérmicas que o diagrama apresenta, indicando as

temperaturas a que ocorrem, as composições químicas das fases envolvidas e as designações

por que são conhecidas.

b) Considere o arrefecimento, suficientemente lento para poder seguir-se o diagrama de

equilíbrio, da liga Fe-C com 1,0%C (percentagem em peso) desde o estado líquido até à

temperatura mais baixa indicada no diagrama.

1. Indique as temperaturas de início e de fim de solidificação, assim como as composições

químicas dos primeiros núcleos sólidos e do último líquido a solidificar.

2. Indique as fases por que a liga é constituída à temperatura mais baixa do diagrama, assim

como as respectivas composições químicas e proporções, em relação à massa total de liga,

distinguindo entre fases primárias e secundárias, se fôr caso disso.

3. Faça um esboço da microestrutura previsível para a liga nas condições da sub-alínea b)2.

c) Considere o arrefecimento, suficientemente lento para poder seguir-se o diagrama de

equilíbrio, da liga Fe-C com 0,45%C (percentagem em peso) desde o estado líquido até à

temperatura mais baixa indicada no diagrama.

1. Indique as temperaturas de início e de fim de solidificação, assim como as composições

químicas dos primeiros núcleos sólidos e do último líquido a solidificar.

2. Indique as fases por que a liga é constituída à temperatura mais baixa do diagrama, assim

como as respectivas composições químicas e proporções, em relação à massa total de liga,

distinguindo entre fases primárias e secundárias, se fôr caso disso.

3. Faça um esboço da microestrutura previsível para a liga nas condições da sub-alínea c)2.

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DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO DE FASES

4. Faça esboços das microestruturas previsíveis quer em condições de equilíbrio quer num

arrefecimento de não-equilíbrio, para o caso das seguintes ligas que são arrefecidas desde a fase

líquida até à temperatura ambiente: a) Cu- 15% Zn; b) Cu- 85% Zn; c) Pb- 15% Sn.

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5. Considere o diagrama de equilíbrio de fases