Material didático elaborado pela professora Ana Sofia C. M. d´Oliveira, da UFPr, para uso em aulas de pós-graduação da disciplina Metalurgia Física.

1. Diagramas de
fase
A.S.D’Oliveira

2. O que são Diagramas de Fase?
Mapas que representam a relação de fases em função da
temperatura, pressão e composição química
Fornecem informação necessária para o controle das
fases/microestrutura em um dado material
Os diagramas de fase podem representar sistemas:
Solubilidade total
Solubilidade parcial
Insolubilidade
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3. Diagramas de fase
Sistema Isomorfo
Solubilidade total
Sistema eutético
Solubilidade parcial
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4. Diagramas de fase
Ao misturar o elemento A e o B na solidificação pode se formar uma solução
sólida/fase com características distintas das de A ou de B
Solução sólida vs mistura
Fase Homogênea de
composição química Heterogênea; mais de
variável uma fase presente
Fase é a porção homogênea de um sistema que tem
características físicas e químicas definidas
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5. Diagramas de fase
Fase é a porção homogênea de um sistema que tem
características físicas e químicas definidas
Uma fase é identificada pela composição química e microestrutura
A interação de 2 ou mais fases em um material permite a obtenção de
propriedades diferentes
É possível alterar as propriedades do material alterando a morfologia e
distribuição das fases
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6. Diagramas de fase
Informação fornecida pelo diagrama de fases:
Temperatura de fusão
Fases presentes em função da temperatura
Composição química das fases
Proporção das fases
Limite de Solubilidade
Distribuição de fases
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7. Diagramas de fase
Limite de solubilidade...
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8. Diagramas de fase
Sistema isomorfo
Resfriamento no equilíbrio
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9. Diagramas de fase
Sistema isomorfo
Resfriamento fora do equilíbrio
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10. Diagramas de fase
Sistema isomorfo
Composição das fases
Comp. Liq= 31,4% Ni e 68,9%Cu
Comp. Sol. = 42,5,4 %Ni e %57,5Cu
Proporção das fases
L =S L = C-C0
R+S C-CL
S =R S = Co-CL
R+S C-CL
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11. Diagramas de fase
Sistema eutético
Liga até 2wt% Sn
O que determina as
propriedades
mecânicas desta liga?
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12. Diagramas de fase
Liga com 10% Sn
Como alterar as propriedades
mecânicas desta liga?
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13. Diagramas de fase
Reação eutética
Desenvolvimento da estrutura L +
lamelar
Liga com composição
eutética
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14. Diagramas de fase
Liga Hipoeutética
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15. Diagramas de fase
Microestrutura de uma liga hipoeutética
• Região preta é a fase
primária  rica em Pb
• Lamelas são constituídas de
fase  rica em Pb e fase 
rica em Sn
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16. Diagramas de fase
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17. Diagramas de fase
L -> α + β
γ -> α + β
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18. Diagramas de fase
Reação peritética L + α -> β
Reação periotetóide α + β -> δ
Reações relativamente lentas que ocorrem em geral em torno
dos contornos de grão
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19. Diagramas de fase
Fases intermediárias
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20. Diagramas de fase
Fases intermediárias
Com solubilidade
Sem solubilidade
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21. Diagramas de fase
Considere para o diagrama abaixo que:
 Fase de elevada ductilidade;
 fase dúctil mas menos que 
 fase de elevada resistência
i. Complete diagrama e identifique reações eutética e peritética
ii. Descreva a estrutura da liga hipoeutética na temperatura de 200°C.
iii. Para a liga hipereutética determine composição química e proporção das
fases a temperatura ambiente
iv. Se de 28% a 97%B estão presentes sempre as mesmas fases porque se
devem esperar propriedades diferentes?
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22. Efeito dos elementos de liga
Diagramas Ternários
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23. Diagramas de fase
Efeito dos elementos de liga
Efeito sobre a T
do eutetoide
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24. Diagramas de fase
Influência do carbono no diagrama Fe-Cr
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25. Diagramas de fase
Diagramas Ternários
Cortes isotérmicos
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26. Diagrama Fe-C
E
Resfriamento fora do equilibrio
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27. Diagramas de fase
Diagrama Fe-Fe3C
 Cristalografia do ferro puro
 Limites de solubilidade
 Patamares e reações importantes
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28. Diagramas de fase
Hipoeutetóide
Hipereutetóide
Eutetóide
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29. Microestruturas obtidas por resfriamento rápida:
A.S.D’Oliveira

30. Microestruturas obtidas por resfriamento rápida:
Curvas TTT Curvas TRC
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31. Microestruturas obtidas por resfriamento rápida:
A.S.D’Oliveira

32. Microestruturas obtidas por resfriamento rápida:
perlita fina
perlita grossa
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33. Resfriamento rápido Aço Eutetoide/ Austempera
Bainita
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34. Resfriamento rápido Aço Eutetoide
Martensita TCC
Tempera
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35. Resfriamento rápido Aço Eutetoide
Revenido
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36. Relação microestrutura-
propriedades
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37. TTT - Aço hipereutetóide TRC - Aço hipoeutetóide
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38. 800 A+
A
Diagrama TTT Fe-0.45wt%C
A+P
600 P
Identificar sequência de
B
resfriamento
A+B
a) 100% martensita A
400 50%
b) Perlita, ferrita e bainita M (start)
M (50%)
c) Perlita e ferrita
M (90%)
d) Bainita e martensita 200
0
0.1 10 103 105
time (s)
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39. Exercícios
Diagrama TRC Fe-0.30wt%C
Identifique as
microestruturas resultantes
Martensíta
Ferrita e martensita
Ferrita, perlita e martensita
Ferrita e perlita fina
Ferrita e perlita grosseira
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40. A.S.D’Oliveira