8.4. Diagramas Unários: Ferro Puro

Para muitos materiais, a fronteira (a linha do equilíbrio) líquido-sólido é quase horizontal, isto é, o ponto de fusão é praticamente independente da pressão, como mostra o diagrama unário do ferro puro (veja na animação da Figura 8.c) que ilustra este tipo de fronteira. O campo que indica o estado sólido, na Figura 8.c, está subdividido em três regiões: na linha de equilíbrio a , duas fases sólidas com duas estruturas atômicas diferentes podem coexistir; o mesmo se dá a . Se uma amostra de ferro líquido, à pressão de uma atmosfera e à temperatura de , for resfriada tão lentamente que o equilíbrio seja mantido todo o tempo, pode-se ver pela Figura 8.c que uma transformação de ferro líquido para sólido ocorrerá a e que transformações no estado sólido ocorrerão a e . Para que estas transformações ocorram no equilíbrio, elas devem ser transformações isotérmicas, isto é, sem variação de temperatura. A animação da Figura 8.d mostra a curva temperatura-tempo para o resfriamento, em equilíbrio, do ferro líquido a pressão de uma atmosfera. A curva é denominada curva de resfriamento e variações bruscas na sua declividade indicam o início ou o fim de uma transformação de fase.

Figura 8.d – Diagrama de fases pressão-temperatura do ferro puro.
Figura 8.e – Curva de resfriamento em equilíbrio, esquemática, para o ferro líquido à pressão de uma atmosfera. Os patamares ocorrem em temperaturas que correspondem às fronteiras entre os domínios de fase na Figura 8.c.