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Área 2
Microestrutura 
e 
Diagrama de Fases
FASE
É uma porção homogênea de um sistema com composição química, 
estrutura cristalina e interfaces com o meio bem definidas
Nas microestruturas acima, pode-se verificar:
- fases, proporção, tamanho
-forma, distribuição
-orientação 
CRITÉRIOS DE ANÁLISE DA MICROESTRUTURA
análise da microestrutura
SOLUBILIDADE
Um material pode ser resultado da combinação de diferentes 
componentes:
- por formação de soluções 
(tipo de solubilização, dependendo do tamanho dos raios:
substucional ou intersticial)
- por formação de misturas heterogêneas
totalmente miscíveis
miscibilidade parcial
totalmente imiscíveis
Quanto a solubilidade pode-se 
classificar as soluções em:
Ex. mistura água + álcool
Um componente dissolve o 
outro em quantidade ilimitada
Liga de total miscibilidade
Total Miscibilidade
Ex.: Cu-Ni
Ex. mistura 
Miscibilidade Limitada
Um componente dissolve o outro 
em quantidade limitada
Ex.: Sn-Pb
água + açúcar
água + sal
Ex. mistura água + óleo
Mesmo com agitação e 
temperatura não se obtém uma única fase
Ex.: Pb e Cu
Total Imiscibilidade
COMO DEFINIR A SOLUBILIDADE DE UM ELEMENTO EM OUTRO? 
Regra de HUME-ROTHERY
São condições necessárias, mas não suficientes para que dois 
metais apresentem solubilidade total:
1. Tamanho: diferença entre raios < 15%
2. Estrutura cristalina: devem ser a mesma
3. Eletronegatividade: devem ser semelhante
4. Valências: devem ser iguais
SOLUBILIDADE
AgAu:
✓ 1. Tamanho: rAg - 0,145 nm rAu - 0,144 nm
✓ 2. Estrutura cristalina: Ag e Au – CFC 
✓ 3. Eletronegatividade: Ag (1,9eV)  Au(2,4eV)
✓ 4. Valências: Ag+1 Au+1
Ag e Au satisfazem a regra = são totalmente miscíveis (solução sólida ilimitada)
AlSi:
 1. Tamanho: rAl - 0,143 nm rSi - 0,118 nm (Se Al matriz ≠r é 18%, se Si - 21%)
 2. Estrutura cristalina: Al-CFC e Si-Cúbica 
✓ 3. Eletronegatividade: Al (1,5eV)  Si(1,8eV) 
 4. Valências: Al+3 Si+4
Al e Si não satisfazem a regra = são imiscíveis
AgCu:
✓ 1. Tamanho: rAg - 0,145 nm rCu - 0,128 nm (Se Ag matriz ≠r é 11%, se Cu -13%)
✓ 2. Estrutura cristalina: Ag e Cu – CFC 
✓ 3. Eletronegatividade: Ag (1,9eV)  Cu(1,9eV)
✓ 4. Valências: Ag+1 Cu+1
Ag e Cu satisfazem a regra = mas não são totalmente miscíveis (solução sólida 
limitada)
Regra de Hume Rothery
A solubilidade de fases em função da temperatura (pressão cte) pode ser 
representada por diagramas de fases.
Diagrama de solução 
sólida ilimitada
Diagrama sem 
solução sólida 
Diagrama de solução 
sólida limitada
água + álcool água + óleo água + açúcar
Diagrama de fases:
- Informa sobre a microestrutura conseqüência: 
pode predizer propriedades mecânicas em 
função da temperatura e composição
- Permite a visualizar a solidificação e fusão
- Prevê as transformações de fases
- Gera informações eminentemente termodinâmicas e não 
apresentam qualquer consideração sobre a cinética das reações
Informações dos diagramas de fases:
- Temperatura
- Composição
- Fases presentes
- LINHA LIQUIDUS: determina o lugar geométrico das temperaturas 
acima das quais tem-se somente líquido
- LINHA SOLIDUS: determina o lugar geométrico das temperaturas 
abaixo das quais tem-se somente sólido
- Limite de solubilidade
- Reações (no resfriamento)
Eutética
Peritética
Monotética
Eutetóide
Peritetóide
L →  + 
 + L → 
L1 → L2 + 
 →  + 
 +  → 
 + 
 + L
 + L2
 + 
 + 
Reações no resfriamento
A DIAGRAMA DE FASES FORNECE INFORMAÇÕES SOBRE OS 
SEGUINTES CRITÉRIOS DE ANÁLISE DA MICROESTRUTURA:
1. FASES PRESENTES
2. COMPOSIÇÃO DAS FASES
3. PROPORÇÃO DAS FASES REGRA DA ALAVANCA
Determine as fases presentes, proporção e composição para o
diagrama Água+Açúcar na T 15°C com composição inicial 25% de H2O
e 75% de açúcar.
15°
75%
OYXO
Composição das Fases:
Xarope: 67% açúcar e 33% de água
Sólido: 100%açúcar
Para T 15°C e 25% de H2O e 75% de açúcar
Fases Presentes: L (xarope = açúcar e água)
sólido (açúcar)
Proporção das Fases - Regra da Alavanca
%2,24100
67100
6775
100)(% →
−
−
→=
XY
XO
açúcarS
%8,75100
67100
75100
100)(% →
−
−
→=
XY
OY
xaropeL
15°
75%
OYXO
XY
Diagrama de solução sólida ilimitada: Ex. Cu-Ni
Determine as fases presentes, proporção e composição para o diagrama Cu-
Ni na temperatura de 1250°C com composição inicial de 40%Ni 60%Cu.
Diagrama de Fases de Solução Sólida Ilimitada
Desenhe a microestrutura esperada para o diagrama Cu Ni durante a 
solidificação de uma liga 40%Ni