Considere uma liga Al-25%Si. Determine:
A composição e a quantidade relativa (em termos de fração mássica) de cada fase em equilíbrio a 25^circ C

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:
  1. Fase α-Al: Esta é a fase sólida de Alumínio puro.
  2. 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:
Fração mássica de alpha-Al = 45 - 2545 - 12 = 2033 approx 0,606 ou 60,6% çãá
Fração mássica de beta-Si = 25 - 1245 - 12 = 1333 approx 0,394 ou 39,4% çãá

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.

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