aula 03 tipos de ligas

8/19/2019 Aula 03 Tipos de Ligas

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Tipos de Ligas de acordo com osDiagramas de Fases Binários


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Revisão

Ordenadas extremas: temperaturas de fusão dos metais puros

- Ponto A: Pb (327ºC)- Ponto B: Sb (631ºC)


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Pontos críticos inferiores: k, l, m, n, p (246ºC)- reta que se prolonga até as ordenadas dos componentes puros- significado: Pb e Sb não se dissolvem um em outro no estado

sólido


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Cristalização (solidificação): inicia a uma temperatura que se encontra na linhaAabocdeB

- esta linha se denomina linha liquidus (TL)

- aumento da concentração de Sb na liga faz TL descer até o ponto “o”(246ºC), elevando-se posteriormenteTérmino da solidificação de todas as ligas se verifica na linha klmnp (esta linha sedenomina solidus (TS)T > TL: estado líquidoT < TS: estado sólidoTL < T < TS: estado pastoso (mushy zone)


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Primeiro Tipo de Ligas:Ligas de Dois Componentes completamente Solúveis em Estado Líquido e Insolúveisem Estado Sólido

Acima da linha liquidus ABC: os componentes puros (Sb e Pb) e as ligas estão no estadolíquido

Ponto B: estrutura eutética (13% Sb; 87% Pb)

À esquerda de B: ligas hipoeutéticasÀ direita de B: ligas hipereutéticas


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Exemplo liga hipoeutética (Pb-5%Sb):-T > Ta (296ºC): estado líquido-246ºC ≤ T ≤ Ta : formação de cristais de Pb e concentração de Sb de acordo com a linha AB(rejeição de Sb)

-Para determinar a composição da fase líquida entre liquidus e solidus a qualquer temperatura, énecessário traçar uma linha paralela ao eixo das concentrações, até que se cruze com a linha liquidus(AB).-A projeção do ponto de cruzamento sobre o eixo das concentrações assinalará a composição da faselíquida à temperatura dada.

-Ao atingir a temperatura eutética (246ºC) a parte líquida da liga que corresponde por suacomposição ao ponto B (13% Sb e 87% Pb) solidifica-se formando a mistura eutética.


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Exemplo liga hipereutética (Pb-80%Sb):-T > Tc (570ºC): estado líquido-246ºC ≤ T ≤ Tc : formação de cristais de Sb e concentração de Pb de acordo com a linha CB(rejeição de Pb)

-Para determinar a composição da fase líquida entre liquidus e solidus a qualquer temperatura, énecessário traçar uma linha paralela ao eixo das concentrações, até que se cruze com a linha liquidus(CB).-A projeção do ponto de cruzamento sobre o eixo das concentrações assinalará a composição da faselíquida à temperatura dada.

-Ao atingir a temperatura eutética (246ºC) a parte líquida da liga que corresponde por suacomposição ao ponto B (13% Sb e 87% Pb) solidifica-se formando a mistura eutética.


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Diagrama Pb-Sb atualizado

O que muda?


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Na prática, observam-se com maior frequência as ligas de solubilidade parcial (limitada) no estado

sólido. Três fases: - fase líquida L - solução sólida α - solução sólida β Podem ocorrer duas categorias de ligas em que ocorrem reações invariantes: eutética e peritética

Segundo Tipo de Ligas:Ligas de Dois Componentes completamente Solúveis em EstadoLíquido e Parcialmente Solúveis em Estado Sólido


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Na solidificação das ligas deste sistema não se formam fases que são componentes puros. A partir do líquidos podem precipitar somente as soluções sólidas α e β.

Acima da linha ACB: solução líquida homogêneaAo longo da solidus ADCEB: as ligas solidificam completamentePonto D: máxima solubilidade de Bi na rede cristalina de PbPonto E: máxima solubilidade de Pb na rede cristalina de Bi


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Abaixo das linhas AD e BE: soluções sólidas α (Pb-Bi) e β (Bi-Pb)

A solubilidade de um componente no outro reduz com a diminuição de temperatura Nas ligas que se encontram entre os pontos DC e CE ocorre além das soluções sólidas, o

eutético. Continuando resfriamento abaixo da solidus até 0ºC: - Fase α: máxima solubilidade 17% Bi (ponto F) - Fase β: solubilidade de Pb praticamente 0% (ponto M)


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Continuando resfriamento abaixo da solidus até 0ºC: - Entre 0 a 17% Bi: estrutura monofásica α - Entre 17% e 58%: α + eutético - Entre 58% ao ponto “E”: β + eutético


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- Acima da linha ACB: estado líquido- Abaixo de ADEB: estado sólido- Abaixo da linha AD: solução sólida α (Hg-Cd) – mudança de composição regida pela linha DF- Abaixo da linha BE: solução sólida β (Cd-Hg) – mudança de composição regida pela linha EM- Na linha horizontal CDE: transformação peritética (188ºC): equilibrio entre LC αD βE (C D E

assinalam concentrações das fases)

Sistema Peritético


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- linha CD: a parte líquida da liga L (54% de Cd), ao interagir com a soluçãosólida β (65% de Cd), forma a solução nova αD (62% de Cd) segundo a reação:

Lc + βE → αD + Lc

Ao resfriar abaixo de CD, a partir do líquido, só se forma α de concentraçãovariável (linha DF)


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- linha DE: como conseqüência da reação peritética:

Lc + βE → αD + βE

Ficam com excesso os cristais da solução sólida βE de modo que a estrutura das ligas naregião DEMF se compõe de uma mistura de duas soluções sólidas α e β de concentraçãovariável de acordo com as linhas DF e EM


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Terceiro Tipo de Ligas:Ligas de Dois Componentes que formam em Estado Líquido Soluções e, ao Solidificar-se,Compostos Químicos Estáveis

Formação do composto químico estável Mg2Sn (71% Sn, 29% Mg) a 778ºC - Composto químico indicado se comporta como um componente independente e divide

o sistema em dois: 1- Ligas com conteúdo de Sn até 71%: Mg-Mg2Sn 2- Ligas com conteúdo de Sn desde 71 a 100%: Mg2Sn-Sn

Sn


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Esquerdo: sistema Mg-Mg2Sn é o diagrama de equilíbrio para o caso da solubilidadelimitada

Direito: sistema Mg2Sn-Sn é o diagrama da insolubilidade dos componentes no estadosólido

Tanto o lado esquerdo e direito tem análise semelhante aos dois tipos de diagramasmostrados anteriormente

Sn


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- Solubilidade ilimitada de seus componentes em estado sólido. - As ligas obtidas a partir destes componentes solidificam-se em um certo intervalo de

temperaturas e possuem dois pontos pontos de inflexão (a e b). - As curvas de resfriamento das ligas deste tipo não tem patamares horizontais - Linha liquidus: ACB - Linha solidus: ADB

Quarto Tipo de Ligas:Ligas de Dois Componentes completamente Solúveis em Estado Líquido e Sólido

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