Considere uma liga Al-25%Si. Determine:
A composição e a quantidade relativa (em termos de fração mássica) de cada fase em equilíbrio a
A composição e a quantidade relativa (em termos de fração mássica) de cada fase em equilíbrio a
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício sobre uma liga de Alumínio (Al) com 25% de Silício (Si). O que precisamos descobrir é a composição de cada fase que está em equilíbrio a 25°C e a quantidade relativa de cada uma dessas fases em termos de fração mássica. Para resolver isso, vamos usar o diagrama de fases da liga Al-Si, que nos ajuda a entender como as diferentes fases se comportam em diferentes composições e temperaturas.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar onde está a nossa liga de Al-25%Si no diagrama de fases. A liga tem 25% de Si, então estamos olhando para essa composição específica.
Passo 3
No diagrama de fases Al-Si, a composição de 25%Si está na região eutetóide. Isso significa que, a essa composição e temperatura específica (25°C), a liga vai se dividir em duas fases distintas que estão em equilíbrio.
Passo 4
As duas fases que coexistem a 25°C nessa composição são:
- Fase α-Al: Esta é a fase sólida de Alumínio puro.
- Fase β-Si: Esta é a fase sólida de Silício puro.
Passo 5
Agora, vamos determinar a composição de cada fase. A fase α-Al será rica em Alumínio e terá uma pouca quantidade de Silício, enquanto a fase β-Si será rica em Silício com pouco Alumínio.
Passo 6
Para encontrar as composições exatas, usamos as linhas de equilíbrio no diagrama de fases. A composição da fase α-Al será aproximadamente 12% de Si, e a composição da fase β-Si será cerca de 45% de Al. Esses valores são obtidos onde a linha de equilíbrio intersecta as fases α-Al e β-Si.
Passo 7
Com as composições das fases conhecidas, podemos calcular a quantidade relativa de cada fase na liga usando a regra de lever (regra da alavanca). A regra de lever nos permite calcular as frações mássicas das fases com base nas composições conhecidas.
Passo 8
Aplicando a regra de lever:
Resposta
A liga Al-25%Si a 25 °C está em equilíbrio com duas fases: α-Al com aproximadamente 12 % de Si e representando cerca de 60,6 % da massa total, e β-Si com aproximadamente 45 % de Al e representando cerca de 39,4 % da massa total.