8.9. Análise Térmica

Os diagramas de equilíbrio podem ser interpretados, e também determinados, através das curvas de resfriamento (1) de diferentes composições. Leia o texto e acompanhe a explicação pela animação da Figura 8.i.
Suponha, como exemplo, que o cobre puro, níquel puro e uma liga 50-50 Cu-Ni foram fundidos, e depois resfriados a uma taxa (velocidade) de resfriamento extremamente baixa para se manter o equilíbrio. As curvas de resfriamento teriam aproximadamente o aspecto indicado na Figura 8.i.1. Observe a semelhança destas curvas com a curva mostrada na Figura 8.e, Tópico 8.4. As declividades reais não são de muita importância, pois elas podem ser alteradas pela modificação das taxas de resfriamento; porém, as temperaturas nas quais ocorrem variações bruscas são importantes. Elas indicam o início ou o término de uma transformação de fase. As curvas também ilustram o fato de que cada componente puro se solidifica a uma temperatura constante, mas um material com mais de um componente freqüentemente se solidifica em um intervalo de temperatura.
Composições diferentes, naturalmente, apresentam diferentes curvas de resfriamento. Portanto, ao tentar construir um diagrama de equilíbrio a partir de curvas de resfriamento, verificaremos que é possível construir um número infinito de curvas de resfriamento em um único gráfico, já que um número infinito de ligas pode ser preparado com o cobre (Cu) e o níquel (Ni). O problema é resolvido da seguinte maneira: imaginem que as três curvas do resfriamento na Figura 8.i.2 sejam construídas sobre os eixos temperatura-tempo-composicão, mostrados na Figura 8.i.3. Um número infinito de outras curvas de resfriamento poderá ser inserido entre as três primeiras, até que uma figura sólida como a da Figura 8.i.4 seja gerada. Se esta figura sólida for observada na direção indicada pela seta azul (Figura 8.i.4), o que se verá é a projeção apresentada na Figura 8.i.5. Esta projeção é o diagrama de equilíbrio para o sistema cobre-níquel; a linha superior é a liquidus e a linha inferior é a solidus.
Tendo estabelecido a relação entre os diagramas de equilíbrio e as curvas de resfriamento a partir das quais são construídos, torna-se agora simples desenhar, esquematicamente, curvas de resfriamento (temperatura em função do tempo) a partir de um diagrama de equilíbrio (Veja animações na Figura 8.i), observando que suas declividades devem mudar cada vez que uma linha no diagrama de equilíbrio for cruzada (animação na Figura 8.i). Adotam-se as seguintes convenções para o traçado das curvas do resfriamento a partir de um diagrama de equilíbrio:
1. desenhar uma linha de grande declividade para resfriamento em região de uma só fase;
2. desenhar uma linha de declividade menor para resfriamento em uma região de duas fases;
3. desenhar uma linha horizontal (indicando uma parada térmica) para o resfriamento quando ocorrer uma linha horizontal no diagrama de fases ou desenhar um ponto quando coincidem as linhas solidus e liquidus.

Figura 8.i – Teclas 1, 2, 3, 4 e 5: Como obter um diagrama binário a partir das curvas de resfriamento; Teclas 6, 7 e 8: Como obter as curvas de resfriamento a partir de um diagrama binário.