Enunciado

Cite as fases presentes e as composições das fases para as seguintes ligas:

(a) 90 % p Zn- 10 % p Cu a 400 ° C   ( 750 ° F )

(b) 75 % p Sn- 25 % p Pb a 175 ° C   ( 345 ° F )

(c) 55 % p Ag- 45 % p Cu a 900 ° C   ( 1650 ° F )

(d) 30 % p   Pb- 70 % p Mg a 425 ° C   ( 795 ° F )

(e) 2,12   k g Zn e 1,88   k g Cu a 500 ° C   ( 930 ° F )

(f) 37   l b m Pb e 6,5   l b m Mg a 400 ° C   ( 750 ° F )

(g) 8,2 mol Ni e 4,3 mol Cu a 1250 ° C   ( 2280 ° F )

(h) 4,5 mol Sn e 0,45 mol de Pb a 200 ° C   ( 390 ° F )

Passo 1

Olá! Tudo bem? Este problema pede que citemos a fase ou fases presentes para várias ligas em temperaturas especificadas.

(a) Devemos observar o diagrama de fases Cu-Zn (Figura 9.19 – pág. 266 ; 8 ª Ed.), que pertence a esse problema. Onde, a 90 % p Zn- 10 % p Cu e a 400 ° C , temos presente a fase ϵ + η .

Para sabermos a composição das fases, devemos construir uma linha de ligação, partindo do ponto a 400 ° C até sua interseção com a fronteira das fases ϵ / ϵ + η , onde a composição é de 87 % p Zn, o que corresponde à composição da fase ϵ . Da mesma forma, a interseção da linha de ligação com a fronteira das fases ϵ + η / η ocorre a 97 % p Zn, que é a composição da fase η .

Assim, as composições de fase são as seguintes:

C ϵ = 87 % p   Z n - 13 % p   C u

C η = 97 % p   Z n - 3 % p   C u

Passo 2

(b) Devemos observar o diagrama de fases Pb-Sn (Figura 9 . 8 – pág. 2 55 ; 8 ª Ed.), que pertence a esse problema. Onde, a 75 % p Sn- 25 % p Pb e a 175 ° C , temos presente a fase α + β .

Para sabermos a composição das fases, devemos construir uma linha de ligação, partindo do ponto a 175 ° C até sua interseção com a fronteira das fases α / α + β   , onde a composição é de 16 % p Sn, o que corresponde à composição da fase α . Da mesma forma, a interseção da linha de ligação com a fronteira das fases α + β / β   ocorre a 97 % p Sn, que é a composição da fase β .

Assim, as composições de fase são as seguintes:

C α = 16 % p   S n - 84 % p   P b

C β = 97 % p   S n - 3 % p   P b

Passo 3

(c) Devemos observar o diagrama de fases Cu-Ag (Figura 9 . 7 – pág. 2 54 ; 8 ª Ed.), que pertence a esse problema. Onde, a 55 % p Ag- 45 % p Cu e a 900 ° C , temos uma fase líquida.

Portanto, a sua composição é de 55 % p Ag- 45 % p Cu.

Passo 4

(d) Devemos observar o diagrama de fases Mg-Pb (Figura 9 . 20 – pág. 2 67 ; 8 ª Ed.), que pertence a esse problema. Onde, a 30 % p Pb- 70 % p Mg e a 425 ° C , temos a fase α .

Portanto, a sua composição é de 30 % p Pb- 70 % p Mg.

Passo 5

(e) Para uma liga composta de 2,12   k g   Zn e 1,88   k g   Cu e a 500 ° C , primeiro devemos determinar as concentrações de Zn e Cu, da seguinte maneira:

C Z n = 2,12   k g 2,12   k g + 1,88   k g × 100 = 53 %

C C u = 1,88   k g 2,12   k g + 1,88   k g × 100 = 47 %  

Agora, devemos observar o diagrama de fases Cu-Zn (Figura 9.19 – pág. 266 ; 8 ª Ed.), que pertence a esse problema. Onde, a 53 % p Zn- 47 % p Cu e a 400 ° C , temos presente a fase β + γ .

Para sabermos a composição das fases, devemos construir uma linha de ligação, partindo do ponto a 500 ° C até sua interseção com a fronteira das fases β / β + γ , onde a composição é de 49 % p Zn, o que corresponde à composição da fase β . Da mesma forma, a interseção da linha de ligação com a fronteira das fases β + γ / γ ocorre a 58 % p Zn, que é a composição da fase γ .

Assim, as composições de fase são as seguintes:

C β = 49 % p   Z n - 51 % p   C u

C γ = 58 % p   Z n - 42 % p   C u

Passo 6

(f) Para uma liga composta de 37   l b m Pb e 6,5   l b m Mg e a 400 ° C , primeiro devemos determinar as concentrações de Pb e Mg, da seguinte maneira:

C P b   = 37   l b m 37   l b m + 6,5   l b m × 100 = 85 %

C M g = 6,5   l b m 37   l b m + 6,5   l b m × 100 = 15 %  

Agora, devemos observar o diagrama de fases Mg-Pb (Figura 9.20 – pág. 267 ; 8 ª Ed.), que pertence a esse problema. Onde, a 85 % p Pb- 15 % p Mg e a 400 ° C , temos a fase L + M g 2 P b .

Para sabermos a composição das fases, devemos construir uma linha de ligação, partindo do ponto a 400 ° C até sua interseção com a fronteira das fases M g 2 P b / L + M g 2 P b , onde a composição é de 81 % p Pb, o que corresponde à composição da fase M g 2 P b . Da mesma forma, a interseção da linha de ligação com a fronteira das fases L + M g 2 P b / L ocorre a 93 % p Pb, que é a composição da fase Líquida.

Assim, as composições de fase são as seguintes:

C M g 2 P b = 81 % p   P b - 19 % p   M g

C L = 93 % p   P b - 7 % p   M g

Passo 7

(g) Para uma liga composta de 8,2 mol de Ni e 4,3 mol de Cu e a 1250 ° C , é primeiro necessário determinar as concentrações de Ni e Cu, da seguinte maneira:

n ' N i = n m N i   A N i = ( 8 , 2   m o l ) ( 58 , 69   g / m o l ) = 481 , 3   g

n ' C u = n m C u   A C u = ( 4 , 3   m o l ) ( 63 , 55   g / m o l ) = 273 , 3   g

C N i   = 481 , 3   g 481 , 3   g + 273 , 3   g   × 100 = 63 , 8   % p

C C u   = 273,3   g 481 , 3   g + 273 , 3   g   × 100 = 36,2   % p

Agora, devemos observar o diagrama de fases Cu-Ni (Figura 9.3 a – pág. 2 4 6 ; 8 ª Ed.), que pertence a esse problema. Onde, a 63,8 % p Ni- 36,2   % p Cu e a 1250 ° C , temos a fase α .

Portanto, a sua composição é de 63,8 % p Ni- 36,2   % p Cu.

Passo 8

(h) Para uma liga composta de 4,5 mol de Sn e 0,45 mol de Pb e a 200 ° C , é primeiro necessário determinar as concentrações de Ni e Cu, da seguinte maneira:

n ' S n = n m S n   A S n = ( 4,5   m o l ) ( 118 , 71   g / m o l ) = 534,2   g

n ' P b = n m P b   A P b = ( 0,45   m o l ) ( 207,2   g / m o l ) = 93,2   g

C S n   = 534,2   g 534,2   g + 93,2   g   × 100 = 85,1   % p

C P b   = 93,2   g 534,2   g + 93,2   g   × 100 = 14,9   % p

Devemos observar o diagrama de fases Pb-Sn (Figura 9.8 – pág. 255 ; 8 ª Ed.), que pertence a esse problema. Onde, a 85,1 % p Sn- 14,9 % p Pb e a 200 ° C , temos presente a fase β + L .

Para sabermos a composição das fases, devemos construir uma linha de ligação, partindo do ponto a 200 ° C até sua interseção com a fronteira das fases L / β + L   , onde a composição é de 74 % p Sn, o que corresponde à composição da fase L . Da mesma forma, a interseção da linha de ligação com a fronteira das fases β + L / β   ocorre a 97 , 5 % p Sn, que é a composição da fase β .

Assim, as composições de fase são as seguintes:

C L = 74 % p   S n - 26 % p   P b

C β = 97 , 5 % p   S n - 2,5 % p   P b

Resposta

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