Considere uma liga Cu-Sn 80-20 a uma temperatura de
. Responda:
Obtenha as composições aproximadas destas fases.
Obtenha as composições aproximadas destas fases.
Passo 1
Beleza, bora resolver esse exercício juntos! A gente tem uma liga de cobre e estanho (Cu-Sn) na proporção 80-20, ou seja, 80% de cobre e 20% de estanho, e a temperatura é de 250°C. O que a gente precisa descobrir são as composições aproximadas das fases que existem nessa liga nessa condição. Para isso, vamos usar o diagrama de fases do sistema Cu-Sn, que mostra quais fases estão presentes em diferentes composições e temperaturas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um diagrama de fases. Ele é tipo um mapa que mostra quais fases (como sólido, líquido, ou diferentes tipos de sólidos) estão presentes em uma liga metálica dependendo da composição e da temperatura. No nosso caso, vamos olhar para a temperatura de 250°C e a composição de 80% Cu e 20% Sn.
Passo 3
Agora, vamos verificar onde essa composição (80% Cu e 20% Sn) cai no diagrama de fases do Cu-Sn. Sabemos que há um ponto eutética no sistema Cu-Sn, que ocorre aproximadamente a 61,9% de Cu e 38,1% de Sn a 227°C. Nosso ponto (80-20 a 250°C) está acima dessa temperatura eutética.
Passo 4
Como a temperatura de 250°C está acima da temperatura eutética de 227°C, a liga está em uma região onde existe uma fase sólida rica em cobre (chamada de fase alfa, α) e uma fase sólida rica em estanho (chamada de fase beta, β). Isso significa que nossa liga está dividida em duas fases sólidas distintas.
Passo 5
Para encontrar as composições aproximadas dessas fases, usamos a regra da alavanca. Primeiro, identificamos as composições das fases pura próximas no diagrama. Supondo que a fase α é quase pura em Cu (digamos, cerca de 90% Cu) e a fase β é quase pura em Sn (cerca de 70% Sn), podemos calcular as proporções dessas fases na liga.
Passo 6
Aplicando a regra da alavanca:
Substituindo os valores:
O sinal negativo indica que uma das fases está sendo considerada na direção oposta, mas em termos de proporção, temos 5 partes de fase β para cada parte de fase α.
Passo 7
Finalmente, podemos concluir que na liga Cu-Sn 80-20 a 250°C, existem duas fases sólidas:
- A fase α contendo aproximadamente 90% de Cu e 10% de Sn.
- A fase β contendo aproximadamente 70% de Sn e 30% de Cu.
Resposta
Na liga Cu-Sn 80-20 a 250°C, existem duas fases sólidas:
- Fase α com cerca de 90% de Cu e 10% de Sn.
- Fase β com aproximadamente 70% de Sn e 30% de Cu.