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March 20, 2018 | Author: Raíza Santana | Category: Chemical Equilibrium, Freezing, Temperature, Phase Diagram, Solid


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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. assim como as respectivas composições químicas e proporções das fases. À temperatura mais baixa do diagrama. a) Enuncie todas as transformações isotérmicas que o diagrama apresenta. distinguindo entre fases primárias e secundárias.Ciência de Materiais. indicando as temperaturas a que ocorrem. a composição química de cada uma das fases intervenientes e a designação por que são conhecidas. Faça um esboço da microestrutura do cerâmico à temperatura mais baixa indicada no diagrama. 3. indique as fases por que o cerâmico é constituído. b) Estude o arrefecimento suficientemente lento para poder ser seguido o diagrama de equilíbrio. do cerâmico SiO2-Al2O3 com 40% SiO2 (percentagem em peso). 1. . 2. LEGI. se fôr caso disso. DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO DE FASES 2. Indique a temperatura de fim de solidificação e a composição química do último líquido a solidificar. a partir do estado líquido. Considere o diagrama de equilíbrio de fases sílica-alumina (SiO2-Al2O3). Indique as temperaturas de início e de fim de solidificação. b) Considere o arrefecimento. Indique as temperaturas de início e de fim de solidificação. 2. suficientemente lento para poder seguir-se o diagrama de equilíbrio.0%C (percentagem em peso) desde o estado líquido até à temperatura mais baixa indicada no diagrama. 2. c) Considere o arrefecimento. as composições químicas das fases envolvidas e as designações por que são conhecidas. assim como as composições químicas dos primeiros núcleos sólidos e do último líquido a solidificar. Faça um esboço da microestrutura previsível para a liga nas condições da sub-alínea b)2.45%C (percentagem em peso) desde o estado líquido até à temperatura mais baixa indicada no diagrama. Faça um esboço da microestrutura previsível para a liga nas condições da sub-alínea c)2. da liga Fe-C com 0. Indique as fases por que a liga é constituída à temperatura mais baixa do diagrama. . da liga Fe-C com 1. assim como as composições químicas dos primeiros núcleos sólidos e do último líquido a solidificar. Indique as fases por que a liga é constituída à temperatura mais baixa do diagrama. a) Enuncie todas as transformações isotérmicas que o diagrama apresenta. 3. DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO DE FASES 3. distinguindo entre fases primárias e secundárias. assim como as respectivas composições químicas e proporções. se fôr caso disso. 1. Considere o diagrama de equilíbrio de fases ferro-cementite (Fe-Fe3C). indicando as temperaturas a que ocorrem. suficientemente lento para poder seguir-se o diagrama de equilíbrio. se fôr caso disso. 3. 1. LEGI. distinguindo entre fases primárias e secundárias. em relação à massa total de liga. assim como as respectivas composições químicas e proporções.Ciência de Materiais. em relação à massa total de liga. c) Pb.15% Sn. b) Cu. Faça esboços das microestruturas previsíveis quer em condições de equilíbrio quer num arrefecimento de não-equilíbrio. LEGI.85% Zn.15% Zn.Ciência de Materiais. para o caso das seguintes ligas que são arrefecidas desde a fase líquida até à temperatura ambiente: a) Cu. DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO DE FASES 4. . Ciência de Materiais. v) Faça um esboço da microstrutura previsível a 300 ºC. Legende a figura. da liga com 60% Mg (% ponderal). para o caso de um arrefecimento rápido (em condições de não-equilíbrio). desde o estado líquido. indicando as composições das fases envolvidas. b) Estude o arrefecimento. ii) a temperatura de fim de solidificação e a composição do último líquido a solidificar. iii) a composição e proporção (percentagem) das fases presentes à temperatura de 300 ºC. 30%C. . DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO DE FASES 5. as temperaturas a que ocorrem. LEGI. iv) Faça um esboço da microstrutura de equilíbrio a 300 ºC. Considere o seguinte triângulo de Gibbs. Considere o diagrama de equilíbrio de fases Mg-Ni representado na figura. c) 80% A. Justifique. Legende a figura. d) identifique a liga representada pelo ponto P. a) Enuncie três transformações isotérmicas de tipos diferentes. suficientemente lento para poder ser seguido o diagrama de equilíbrio de fases. Marque nesse diagrama os pontos representativos das seguintes ligas ternárias A-B-C: a) 20%B. indicando: i) a temperatura de início de solidificação e a composição dos primeiros núcleos de sólido. e as designações por que são conhecidas. 6. 5%B. 40%C. b) 35 %A. Justifique. 8. • a temperatura de fim de solidificação e a composição do último líquido a solidificar. Justifique. indicando as composições das fases envolvidas. e as designações por que são conhecidas. F (25% ZrC. 30% ZrB2). 1148 ºC. LEGI. indicando desenhos que revelem o histórico das várias microstruturas que foram surgindo ao longo do arrefecimento. DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO DE FASES 7. dando atenção especial aos materiais cuja composição é representada dentro do quadrilátero ABCD. bifásicas e trifásicas.Ciência de Materiais. Considere o diagrama de equilíbrio (metaestável) de fases Fe-Fe3C: a) Indique o significado das seguintes expressões: ferrite. Sugira qual a microstrutura a 25 ºC. indicando: • a temperatura de início de solidificação e a composição dos primeiros núcleos de sólido. legende as figuras. e) Extraia da regra das fases de Gibbs L + F = C + 2 informação relativa ao comportamento das regiões monofásicas. desde o estado líquido. perlite. • a composição e proporção (percentagem) das fases presentes em cada uma das seguintes temperaturas: 1200 ºC. investigadores do Ames Research Center da NASA realizaram trabalho de pesquisa no sistema ternário representado na figura. austenite. 10% ZrB2). . cementite. c) Estude o arrefecimento –suficientemente lento para poder ser considerado o diagrama de fases– da liga ferrosa com 3% C. 25 ºC. Com o objectivo de estudar cerâmicos que possam ser usados em aplicações de alta temperatura. d) Faça um esboço da microstrutura a 1000 ºC. a) Indique a composição dos pontos A e C. b) Represente nesse triângulo de Gibbs materiais com a seguinte composição: E (60% SiC. as temperaturas a que ocorrem. b) Enuncie três transformações isotérmicas de tipos diferentes. Ciência de Materiais. Justifique. LEGI. faça um esboço da microstrutura previsível a 20 ºC. indicando: i) a temperatura de início de solidificação e a composição dos primeiros núcleos de sólido. ii) a temperatura de fim de solidificação e a composição do último líquido a solidificar. para o caso de um arrefecimento rápido (em condições de não-equilíbrio). iv) Faça um esboço da microstrutura de equilíbrio a 20 ºC. Considere o diagrama de equilíbrio de fases Mg-Pb representado na figura. Legende a figura . Legende a figura. e as designações por que são conhecidas. as temperaturas a que ocorrem. indicando as composições das fases envolvidas. desde o estado líquido. a) Enuncie todas as transformações isotérmicas. b) Estude o arrefecimento. c) No caso da mesma liga da alínea anterior. DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO DE FASES 9. suficientemente lento para poder ser seguido o diagrama de fases. da liga com 40% Pb. Justifique. iii) a composição e proporção (percentagem) das fases presentes à temperatura de 20 ºC. Justifique. Considere o diagrama de equilíbrio de fases Ti-Ni. DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO DE FASES 10. iv) Faça um esboço da microstrutura a 25 ºC. se possível.Ciência de Materiais. ii) 1 atm. qual o ponto de fusão do Fe a: i) 104 atm. de uma liga com 7 % Ni (% at. ii) 765 ºC. . c) Estude o arrefecimento. 11. duas trifásicas e duas bifásicas. em equilíbrio. b) Enuncie quatro transformações isotérmicas de tipos diferentes. iii) 10-8 atm. (Nota: o eixo das abcissas está expresso em % atómica).) e as temperaturas a que ocorrem. as composições das fases envolvidas (em % at. Legende a figura. a) Determine a fórmula química do composto intermetálico TinNim. iii) a composição e proporção das fases presentes a: i) 942 ºC. LEGI. ii) a temperatura de fim de solidificação e a composição do último líquido a solidificar. b) Use a regra das fases de Gibbs L + F = C + 2 para explicar o significado das linhas e dos pontos triplos presentes neste diagrama. Justifique. Considere o diagrama a 1-componente do ferro. indicando as designações por que são conhecidas. a) Indique.) indicando (se possível): i) a temperatura de início de solidificação e a composição dos primeiros núcleos de sólido. LEGI. a sua composição química e proporção? c4) A uma temperatura ligeiramente inferior a 738 ºC. desde o estado líquido até atingir-se a temperatura de 400 ºC. assim como a composição química dos primeiros núcleos sólidos e do último líquido a solidificar. Considere o diagrama de equilíbrio de fases Molibdénio (Mo)-Zircónio (Zr) representado na figura junta. a) Enuncie todas as reacções isotérmicas presentes neste diagrama. c2) Indique qual a sequência de transformações de fase que a liga sofre por arrefecimento desde o estado líquido até à temperatura de 400 ºC. . DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO DE FASES 12. c1) Indique a temperatura de início e fim de solidificação desta liga. c3) Quais as fases por que a liga é constituída à temperatura de 1550 ºC. indique quais as fases por que a liga é constituída. a sua composição e a proporção respectiva? c5) Faça um esboço da microestrutura da liga à temperatura da sub-alínea c4).Ciência de Materiais. b) Qual deverá ser o teor em Zr. para que uma liga Mo-Zr seja monofásica à temperatura de 400 ºC? c) Considere o arrefecimento em condições de equilíbrio da liga Mo-Zr com 45% (em peso) Zr. de modo a que não houvesse qualquer difusão no estado sólido. c2) Quais as fases por que a liga é constituída à temperatura de 1085 ºC? Qual a composição química dessas fases e a respectiva proporção em relação à massa total de liga? c3) Indique as fases por que a liga é constituída à temperatura de 800 ºC. justificando. em relação à massa total de liga. LEGI. a) Neste diagrama existem diversas transformações alotrópicas. em condições de equilíbrio. c) Considere o arrefecimento. Faça. assim como a composição química do último líquido a solidificar. assim como as respectivas composições químicas e proporções. DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO DE FASES 13. em relação a cada um deles. se for caso disso. Considere que as linhas a tracejado são efectivamente linhas a cheio. Na figura junta encontra-se representado o diagrama de equilíbrio de fases Ferro-Titânio (FeTi). d) Suponha que a liga referida na alínea c) era arrefecida rapidamente desde o estado líquido até à temperatura mais baixa indicada no diagrama.Ciência de Materiais. b) Enuncie dois equilíbrios trifásicos (de tipos diferentes) de entre os que o diagrama apresenta. um esboço da microestrutura possível. c1) Indique a temperatura de fim de solidificação. Enuncie uma das transformações alotrópicas de entre as que o diagrama apresenta. a temperatura a que ocorre. à temperatura mais baixa indicada no diagrama. Defina transformação alotrópica. distinguindo entre fases primárias e secundárias. as fases envolvidas e respectivas composições químicas e a designação por que é conhecido. da liga Fe-Ti com 24% Fe (em peso). c4) Faça um esboço da microestrutura da liga nas condições da sub-alínea c3). indicando. .
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