aula07 diagramas de fases II

aula07 diagramas de fases II

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Acima: Boeing 767. Em baixo microscopia eletrônica de transmissão de uma liga de alumínio 7150-T651 (6,2 %Zn-2,3 %Cu-2,3 %Mg-0,12%Zr) usada para a fabricação de partes das asas e da fuselagem.

Patamar eutético

Reação Eutética: Reação Eutética

É muito pequena a faixa de composições químicas em que pode se formar estrutura monofásica a.

Diagrama Eutético

Ao ultrapassar o limite de solubilidade (linhasolvus) de Snno Pb precipita a fase b, de reticulado cristalino distinto e outras propriedades físicoquímicas

Diagrama Eutético Precipitação

A reaçãoeutéticacorresponde à formação de uma mistura de duas fases (a+ b) formando um arranjo interpenetrado

Diagrama Eutético

Crescimento cooperativo Reação Eutética

Em ligas hipo-eutéticas ocorreincialmente precpitaçãode fase primária -dendritasde a pró-eutéticas .

O líquidoeutéticoresidual

L (61,9%Sn)se transforma em microestrutura eutética

Diagrama Eutético

As transformações de fase nos materiais geralmente resultam em mudanças microestrutrurais.

A maioria das transformações de fase não ocorrem imediatamente, pois existem barreiras metalúrgicas a serem ultrapassadas. Daí decorre que a maioria das transformações de fase são dependentes

do tempo.

Por exemplo quando há formação de uma nova fase, os átomos do reticulado devem se re-arranjar, havendo criação de uma interface que separa a nova fase da fase matriz. Além disso os átomos têm que se movimentar (difusão) para formar o núcleo cristalino.

Cinética

A formação de uma nova fase ou de um novo arranjo ordenado de átomos ocorre por nucleação e crescimento.

O tempo necessário para nuclear e crescer um novo arranjo no interior do material pode ser medido e avaliado através do estudo da cinética da reação.

CinéticaEm reações no estado sólido a quantidade de fase transformada varia de acordo com um comportamento sigmoidal (S-shaped curve) como o ilustrado na figura ao lado.

A fração transformada (y)em uma reação isotérmica, varia exponencialmente com o tempo transcorrido, t, conforme uma expressão denominada equação deAvrami:

y = 1 –exp(-ktn), onde k e n são constantes independentes do tempo, porém características do tipo de transformação.

Cinética

Porcentagem de recristalização isotérmica em função do tempo para cobre puro

Para a maioria das transformações de fase isotérmicas, a taxa dereação, r, varia exponencialmente com a temperatura, T:

onde R é a constante universal dos gases, T é temperatura absoluta, A é uma constante que independe da temperatura e Q é a energia de ativação da reação.

TRANSFORMAÇÕES DE FASE EM AÇOS Diagrama de equilíbrioFe–Fe3C

Diagramas eutetóides

Ferrita Austenita

Perlita

Diagrama Eutetóide

Transformação dos aços no equilíbrio

Transformação nos açoshipoeutetóides

a)Nucleação e crescimento da ferrita (Fe-a) nos contornos de grão da austenita (Fe-g) b)Crescimento da ferrita (Fe-a) c)Crescimento deperlitaa partir daaustenitaresidual d)Microestrutura de um aço 0,4% C resfriado lentamente.

Curvas em S para a cinética de transformação isotérmica de um aço com composiçãoeutétóide (0,76 %C). Decomposição da faseaustenitae formação dum agregado de ferrita +cementita denominadoperlita.Nucleação e crescimento deperlitanos contornos de grão daausetnita.

CINÉTICA DA REAÇÃO EUTETÓIDE EM AÇOS Fora do equilíbrio

Diagrama de transformação isotermica T (Tempo - Transformação- Temperatura) para a reaçãoeutetoideem aços

CINÉTICA DA REAÇÃO EUTETÓIDE EM AÇOS (Fora do equilíbrio)

Diagrama de transformaçãoisotermicaTTT (Tempo-Transformação-Temperatura) para a reação eutetoideem aços

TÊMPERA DOS AÇOS (fases de não equilíbrio)

O tratamento de têmpera do aço é descrito na Odisséia, obra de

Homero escrita supostamente entre os séculos XII e VIII a.C.

A têmpera consiste em resfriamento brusco (água ou óleo) do aço a partir do campo austenítico.

Forma-se uma fase acicular de não equilíbrio denominada martensita.

Plaquetas demartensitaem um fundo de austenita retida. 1000X.

Amartensitaé uma fase dura e frágil.

Sua dureza aumenta com o teor de carbono do aço.

TÊMPERA DOS AÇOS (fases de não equilíbrio)

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