Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

W L = R / (R+S)
(9.2a)
= (C o - C L ) / (C α - C L ) (9.2b)
= (35 - 32) / (43 - 32) = 0,27
PROBLEMA EXEMPLO 9.1
DESENVOLVIMENTO DE MICROESTRUTURA EM LIGAS ISOMÓRFICAS
Neste ponto é instrutivo examinar o desenvolvimento de microestrutura que ocorre para ligas
isomórficas durante a solidificação. Nós primeiro tratamos a situação na qual o resfriamento ocorre
muito lentamente, no sentido de que o equilibrio de fase é continuamente mantido.
Consideremos o sistema cobre-níquel (Figura 9.2a), especificamente uma liga de
composição 35%Ni-65%Cu, em peso, enquanto ela é resfriada a partir de 1300 o C. A região do
diagrama de fase Ni-Cu na vizinhança desta composição está mostrada na Figura 9.3. O
resfriamento de uma liga de composição acima corresponde a mover-se para baixo ao longo da
linha vertical tracejada. A 1300 o C, ponto a, a liga está completamente líquida (de composição
35%Ni-65%Cu) e tem a microestrutura representada pelo círculo inserido na figura.Quando o
resfriamento se inicia, nenhuma mudança microestrutural ou de composição ocorrerá até que
atinjamos a linha liquidus (ponto b, aproximadamente 1270 o C). Neste ponto, começa a se formar o
primeiro sólido α, que tem uma composição ditada pela linha de ligação traçada nesta temperatura
(isto é, 49%Ni-51%Cu, em peso); a composição do líquido é ainda aproximadamente 35%Ni-
65%Cu, que é diferente daquela do sólido α. Com o continuado resfriamento, tanto as
composições quanto as quantidades relativas de cada uma das fases mudarão. As composições das
fases líquido e α seguirão as linhas liquidus e solidus, respectivamente. Além disso, a fração da fase
α aumentará com o continuado resfriamento.Também, a composição global da liga (35%Ni-
65%Cu) remanesce a mesma durante o resfriamento mesmo embora exista uma redistribuição de
cobre e de níquel entre as fases.
Figura 9.3 - Representação esquemática do desenvolvimento de microestrutura durante a
solidificação de equilíbrio de uma liga 35%Ni-65%Cu.
A 1250 o C, ponto c na Figura 9.3, as composições, em peso, das fases líquido e α são
30%Ni-70%Cu e 43%Ni-57%Cu, respectivamente.
O processo de solidificação está virtualmente completo a 1220 o C, ponto d; a composição
do sólido é aproximadamente 35%Ni-65%Cu (a composição global da liga) enquanto que aquela
do último líquido remanescente é 23%Ni-77%Cu. Ao atravessar a linha solidus, este líquido
remanescente se solidificará; o produto final é então uma fase policristalina de fase α que tem uma
composição uniforme 35%Ni-65%Cu (ponto e, Figura 9.3). Subsequente resfriamento não