Sistemas Isomorfos

A figura (a)abaixo apresenta um diagrama isomorfo simples onde os pontos T_Cu e T_Ni representam as temperaturas de fusão dos componentes Cu e Ni respectivamente. O diagrama é formado por uma região de uma única fase líquida, uma região de uma única fase sólida, representada por a , e uma região de duas fases (líquido L + sólido a )

As curvas que separam as regiões de uma fase da região de duas fases são as linhas líquidus e sólidus. Estas indicam que há uma diferença fundamental de comportamento na solidificação de um metal puro e de uma solução sólida.

Enquanto que o primeiro se solidifica a uma única e definida temperatura, a liga da solução sólida inicia a solidificação em uma temperatura entre os pontos de fusão de seus componentes e não o faz isotermicamente, ou seja, solidifica-se dentro de um intervalo de temperaturas (faixa 2-3 da figura (b)abaixo, para uma composição C₀ da liga.

(a) Diagrama Isomorfo

(b) Resfriamento de uma liga de composição Co (35% Ni)

Análise térmica

Considere-se a solidificação da liga de composição C₀ (figura acima).

No ponto 1 ela apresenta-se completamente na fase líquida, com composição química idêntica à da liga.
No ponto 2 inicia-se a solidificação da solução sólida a de composição 2b, que é a composição desta fase para que a mesma esteja em equilíbrio com o líquido na temperatura correspondente T₂. A medida que o resfriamento prossegue, continua a solidificar-se a , cuja composição média segue a linha sólidus e a composição média do líquido remanescente segue a linha liquidus.

Em B tem-se sólido a de composição C_a em equilíbrio com líquido de composição C_L. Continuando o resfriamento até o ponto 3, tem-se que a última porção de líquido presente terá a composição 3a e a composição global do sólido a coincidirá com a da liga.
Em qualquer temperatura inferior ao ponto 3 (ponto 4, p. ex.), o material estará completamente solidificado na forma a, de composição C₀.

A figura abaixo apresenta, de forma esquemática, a microestrutura resultante do resfriamento de uma liga contendo 65% Cu + 35% Ni.

Microestrutura esquemática resultante do resfriamento de uma liga contendo 35% Ni