Área de Concentração: 97134

Concentration area: 97134

Criação: 17/06/2024

Creation: 17/06/2024

Ativação: 17/06/2024

Activation: 17/06/2024

Nr. de Créditos: 12

Credits: 12

Carga Horária:

Workload:

Docentes Responsáveis:

Professors:

Carlos Angelo Nunes

Gilberto Carvalho Coelho

Objetivos:

Capacitar os alunos para a leitura e interpretação de sistemas binários e ternários bem como para a previsão de microestruturas de ligas nestes sistemas

Objectives:

To enable students to the read and interpret binary and ternary phase diagrams as well as to predict microstructures of alloys in these systems

Justificativa:

Pelo fato da demanda de alunos para o programa de pós-graduação terem formação limitada na leitura e interpretação de diagrama de fases, esta disciplina aborda os fundamentos de diagrama de fases que permitem o entendimento da formação das microestruturas dos materiais.

Rationale:

Because graduate students have in general limited training in reading and interpretation of phase diagram, this course covers the fundamentals of phase diagram that allow the understanding of microstructure formation in metallic and ceramic materials.

Conteúdo:

1. Introdução; revisão da termodinâmica de soluções; teoria básica de equilíbrio de fases; curvas de energia livre versus composição; regra das fases. 2. Sistemas unários, equilíbrios bi-, mono- e invariantes. 3. Sistemas binários isomorfos; a regra da alavanca; solidificação em equilíbrio e fora de equilíbrio; mínimos e máximos. 4. Sistemas eutéticos binários; solidificação e microetruturas de ligas hipoeutéticas, eutéticas e hipereutéticas; solidifica-ção unidirecional com eutéticos; casos limites de eutéticos. 5. Sistemas eutetóides binários; solidificação e microetruturas de ligas hipoeutetóides, eutetóides e hipereutetóides; o sistema Fe-C. 6. Sistemas monotéticos; sistemas monotetóides; sistemas metatéticos; transformações congruentes. 7. Sistemas peritéticos binários; resfriamento em equilíbrio e fora do equilíbrio de ligas peritéticas; sistemas peritetóides binários; sistemas sintéticos binários. 8. Sistemas ternários isomorfos; o triângulo de Gibbs; secções isotérmicas; projeções liquidus; secções verticais; máximos e mínimos; resfriamento em equilíbrio. 9. Equilíbrio ternário de três fases; regra da alavanca em campos trifásicos; resfriamento em equilíbrio. 10. Equilíbrio ternário de quatro fases: equilíbrio de classe I; equilíbrio de classe II e equilíbrio de classe III. 11. Equilíbrio ternários de quatro fases (continuação) 12. Transformações congruentes em sistemas ternários; sistemas ternários complexos. Cálculo termodinâmico de diagramas de fases.

Content:

1. Introduction; review of solution thermodynamics; basic theory of phase equilibrium; free energy curves versus composition; phase rule. 2. Unary systems, mono-, bi- and and invariant equilibrium. 3. Isomorphous binary systems; the lever rule; equilibrium solidification and nonequilibrium solidification; minimum and maximum in temperature vs composition binary phase diagram. 4. Binary eutectic systems; solidification and microstructures of hypoeutectic, eutectic and hypereutectic alloys; unidirectional solidification of eutectics; eutectic limit cases. 5. Eutectoid binary systems; microstructures of hypoeutectoid, eutectoid and hypereutectoid alloys; Fe-C system. 6. Monotectic systems; monotectoid systems; metatectic systems; congruent transformations. 7. Peritectic binary systems; equilibrium and non-equilibrium cooling of peritectic alloys; peritectoid binary systems; Synthetic binary systems. 8. Isomorphous ternary systems; the Gibbs triangle; isothermal sections; liquidus projections; vertical sections; maximum and minimum; equilibrium cooling. 9. Three phases ternary equilibrium; the lever rule applied to three phase fields; equilibrium cooling. 10. Four phase ternary equilibrium: Class I; Class II and Class III equilibrium. 11. Ternary four phase equilibrium (continued) 12. Complex ternary systems. Thermodynamic modelling of phase diagrams

Forma de Avaliação:

Duas avaliações escritas e sem consulta

Bibliografia:

1. Gordon, P. Principles of Phase Diagrams in Materials Systems, McGraw-Hill, 1968. 2. Rhines, F. N. Phase Diagrams in Metallurgy: Their Development and Applications, McGraw-Hill, 1956. 3. Prince, A. Alloy Phase Equilibria, Elsevier, 1966. 4. Massalski, T. B. Binary Alloys Phase Diagrams, ASM, Metals Park, Ohio, 1986. 5. Alloy Phase Diagrams, ASM Handbook, Volume 3, ASM, Metals Park, Ohio, 1992. 6. Hansen, M. Constitution of Binary Alloys, McGraw-Hill, 1958. 7. Elliot, R. P. Constitution of Binary Alloys: First Supplement, McGraw-Hill, 1965.

Bibliography:

1. Gordon, P. Principles of Phase Diagrams in Materials Systems, McGraw-Hill, 1968. 2. Rhines, F. N. Phase Diagrams in Metallurgy: Their Development and Applications, McGraw-Hill, 1956. 3. Prince, A. Alloy Phase Equilibria, Elsevier, 1966. 4. Massalski, T. B. Binary Alloys Phase Diagrams, ASM, Metals Park, Ohio, 1986. 5. Alloy Phase Diagrams, ASM Handbook, Volume 3, ASM, Metals Park, Ohio, 1992. 6. Hansen, M. Constitution of Binary Alloys, McGraw-Hill, 1958. 7. Elliot, R. P. Constitution of Binary Alloys: First Supplement, McGraw-Hill, 1965.

Tipo de oferecimento da disciplina:

Presencial

Class type:

Presencial