Esboce um diagrama de fases segundo as seguintes considerações: Um sistema composto pelos elementos A e B , onde A puro funde a uma temperatura de 800^{\circ} \mathrm{C} e B puro funde a 600^{\circ} \mathrm{C}. A puro cristaliza na fase \alpha, em quanto que B puro cristaliza na fase \beta. Em uma composição de 45 \% de B o sistema apresenta uma temperatura de fusão em 1000^{\circ} \mathrm{C}, maior à dos componentes puros. O resfriamento desde o líquido a través deste ponto ( 45 \% de B) permite a formação de uma única fase \gamma, presente até o resfriamento completo do sistema. O diagrama apresenta dois pontos eutéticos; um deles, numa composição de 25 \% de B entre as fases \alpha e \gamma em 650^{\circ} \mathrm{C}, e o outro numa composição de 20 \% de A em 400^{\circ} \mathrm{C}. Acima de 300^{\circ} \mathrm{C}, o componente A começa a formar uma solução sólida com B mantendo a fase \alpha, sendo que o máximo teor de B admitido nesta fase é de 10 \% na temperatura eutética entre \alpha e \gamma. A fase \beta não solubiliza qualquer teor de A . Em 650{ }^{\circ} \mathrm{C}, A fase \gamma existe entre as composições 40 até 50 \% B; já em 400^{\circ} \mathrm{C}, esta fase existe entre 42 e 60 \% de B. À temperatura ambiente, a largura desta fase no diagrama diminui, indo de 43 até 50 \% de B.

Passo 1

O enunciado descreve um diagrama de fases binário A–B com as seguintes características principais:
  • Pontos de fusão dos puros: A a 800^\circ\mathrm{C}, B a 600^\circ\mathrm{C}.
  • Há um composto intermédio \gamma que funde congruentemente a 1000^\circ\mathrm{C} em 45\% de B.
  • Existem dois eutéticos: um em 650^\circ\mathrm{C} e 25\% de B (entre \alpha e \gamma) e outro em 400^\circ\mathrm{C} e 20\% de A (i.e.\ 80\% de B, entre \gamma e \beta).
  • A fase \alpha (base A) solubiliza até 10\% de B em 650^\circ\mathrm{C} e desaparece abaixo de 300^\circ\mathrm{C}. A fase \beta (base B) não solubiliza A.
  • A fase \gamma tem faixa de homogeneidade que varia com a temperatura: de 40\% 50\% B em 650^\circ\mathrm{C}, de 42\% 60\% B em 400^\circ\mathrm{C} e de 43\% 50\% B à temperatura ambiente.
Conteúdo: diagramas de fase de sistemas binários com composto intermédio e pontos eutéticos. Para esboçar, precisamos definir eixos, marcar as temperaturas críticas e composições, desenhar curvas de liquidus e solidus, linhas solvus e limites de homogeneidade.

Passo 2

Desenhe um gráfico com o eixo vertical representando a temperatura (de 0 até acima de 1000^\circ\mathrm{C}) e o eixo horizontal a composição em unidade percentual de B (de 0\% a 100\%).

Passo 3

Marque os pontos de fusão dos puros:
  • Em x=0\% B, temp.\ de fusão de A a 800^\circ\mathrm{C}.
  • Em x=100\% B, temp.\ de fusão de B a 600^\circ\mathrm{C}.

Passo 4

Marque o ponto de fusão congruente do composto \gamma:
  • Em x=45\% de B, temp.\ de fusão de \gamma a 1000^\circ\mathrm{C}.
    Desenhe nesse ponto um “pico” da curva de liquidus que separa L de \gamma.

Passo 5

Desenhe as curvas de liquidus:
  • Uma curva que desce de 800^\circ\mathrm{C} em 0\% B até o eutético de \alpha+\gamma em 650^\circ\mathrm{C}, 25\% B, e depois sobe até o pico \gamma em 1000^\circ\mathrm{C}, 45\% B.
  • Outra curva que desce do pico \gamma até o eutético de \gamma+\beta em 400^\circ\mathrm{C}, 80\% B, e continua até 600^\circ\mathrm{C} em 100\% B.

Passo 6

Marque os eutéticos:
  • Eutético \alpha+\gamma em (25\%\text{ B}, 650^\circ\mathrm{C}).
  • Eutético \gamma+\beta em (80\%\text{ B}, 400^\circ\mathrm{C}).
    Desenhe linhas horizontais nesses dois níveis que interceptem os limites de solubilidade e as curvas de liquidus.

Passo 7

Desenhe a linha solvus da fase \alpha:
  • Em 650^\circ\mathrm{C}, limite máximo em 10\% de B.
  • Essa linha deve descer em direção a 300^\circ\mathrm{C} onde atinge 0\% de B (desaparecimento da solução sólida).

Passo 8

Desenhe os limites de homogeneidade da fase \gamma:
  • Em 650^\circ\mathrm{C}, entre 40\% e 50\% de B.
  • Em 400^\circ\mathrm{C}, entre 42\% e 60\% de B.
  • À temperatura ambiente, entre 43\% e 50\% de B.
    Conecte esses pares de composições formando uma “lente” em torno do eixo 45\% de B.

Passo 9

Identifique e rotule as regiões de fase no diagrama:
  • L (líquido puro).
  • L + \alpha, L + \gamma, L + \beta.
  • \alpha sólido, \gamma sólido, \beta sólido.
  • \alpha+ \gamma abaixo do eutético de 650^\circ\mathrm{C}.
  • \gamma+ \beta abaixo do eutético de 400^\circ\mathrm{C}.

Resposta

O esboço final é um diagrama binário A–B com um pico de fusão congruente da fase \gamma a 1000^\circ\mathrm{C} e 45\% B, dois eutéticos horizontais em (25\%\text{ B},650^\circ\mathrm{C}) e (80\%\text{ B},400^\circ\mathrm{C}), linhas de liquidus que descem dos puros a esses pontos, uma linha solvus da \alpha atingindo 10\% B em 650^\circ\mathrm{C} e zero em 300^\circ\mathrm{C}, e a lente de homogeneidade da \gamma variando de 40\% 50\% B em 650^\circ\mathrm{C}, 42\% 60\% em 400^\circ\mathrm{C} e 43\% 50\% à temperatura ambiente.

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