Considere uma liga Al-25%Si. Determine:
A composição e a quantidade relativa (em termos de fração mássica) de cada microconstituinte em equilíbrio imediatamente abaixo
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A composição e a quantidade relativa (em termos de fração mássica) de cada microconstituinte em equilíbrio imediatamente abaixo
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma liga de alumínio (Al) com 25% de silício (Si) e precisa descobrir quais são as microconstituentes presentes nessa liga quando ela está em equilíbrio logo abaixo de 577°C. Para isso, vamos usar o diagrama de fases da liga Al-Si e aplicar algumas ferramentas como a regra da alavanca.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa ter uma liga Al-25%Si. Nesse caso, a porcentagem de silício é maior do que a composição eutética, que geralmente está por volta de 12,6% de Si para o sistema Al-Si. Como a nossa liga tem mais silício que o eutético, ela é chamada de hipereutética. Isso significa que, ao esfriar a liga, vai formar primeiro uma fase sólida de silício puro antes de ocorrer a reação eutética.
Passo 3
Agora, vamos identificar as microconstituentes que estarão presentes em equilíbrio logo abaixo de 577°C. Como a liga é hipereutética, teremos duas microconstituentes principais:
- Silício primário (
): Formado primeiro durante o resfriamento, é praticamente silício puro. - Mistura eutética (
): Uma combinação de sólida de alumineto (Al) e silício que se forma na reação eutética.
Passo 4
Para encontrar a quantidade relativa dessas microconstituentes, vamos usar a regra da alavanca. A ideia é comparar a composição da nossa liga com as composições das fazes que estão em equilíbrio no diagrama de fases.
Vamos chamar:
-
(composição da liga) -
(composição eutética) -
(composição do silício primário)
Aplicando a regra da alavanca para encontrar as frações massicas
e
:
Passo 5
Agora que temos as frações massicas, vamos resumir:
- Silício primário (
): 14,2% - Mistura eutética (
): 85,8%
Isso significa que, na liga Al-25%Si em equilíbrio abaixo de 577°C, cerca de 14,2% da massa é silício puro, e 85,8% é a mistura eutética de alumínio e silício.
Resposta
Em uma liga Al-25%Si em equilíbrio imediatamente abaixo de 577 °C, as microconstituentes presentes são aproximadamente 14,2 % de silício primário e 85,8 % de mistura eutética de alumínio e silício.