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Diagrama de fase FISICO QUIMICA INTRODUCCIÓN Como las propiedades de un material depende del tipo, número, cantidad y forma de las fases presentes, y pueden cambiarse alterando estas cantidades, es esencial conocer: a) Las condiciones bajo las cuales existen estas fases y; b) Las condiciones bajo las cuales ocurrirá un cambio en la fase. Si ha acumulado gran información respecto a los cambios de fase, en muchos sistemas de aleaciones, y la mejor manera de registrar estos casos es por medio de diagramas de fase, o también conocido como diagramas de equilibrio o constitucionales. Para especificar el estado de equilibrio es necesario especificar 3 variables independientes, que pueden controlarse externamente, que son: temperatura, presión y composición. Si se supone que la presión es constante con valor atmosférico, entonces nos quedará en el diagrama temperatura y composición. El diagrama es una representación gráfica de un sistema de aleación. 1

Diagrama de Fases 2

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Page 1: Diagrama de Fases 2

Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

INTRODUCCIÓN

Como las propiedades de un material depende del tipo, número, cantidad y forma

de las fases presentes, y pueden cambiarse alterando estas cantidades, es

esencial conocer:

a) Las condiciones bajo las cuales existen estas fases y;

b) Las condiciones bajo las cuales ocurrirá un cambio en la fase.

Si ha acumulado gran información respecto a los cambios de fase, en muchos

sistemas de aleaciones, y la mejor manera de registrar estos casos es por medio

de diagramas de fase, o también conocido como diagramas de equilibrio o

constitucionales.

Para especificar el estado de equilibrio es necesario especificar 3 variables

independientes, que pueden controlarse externamente, que son: temperatura,

presión y composición. Si se supone que la presión es constante con valor

atmosférico, entonces nos quedará en el diagrama temperatura y composición. El

diagrama es una representación gráfica de un sistema de aleación.

Idealmente, el diagrama de fase deberá mostrar las relaciones entre las fases

bajo condiciones de equilibrio, o sea, bajo condiciones en las cuales no habrá

cambio con el tiempo. Las condiciones de equilibrio pueden ser aproximadas por

medio de calentamiento y enfriamiento extremadamente lentos, de modo que se

tenga tiempo si un cambio de fase está por ocurrir. En la práctica, los cambios de

fase tienden a ocurrir a temperatura ligeramente mayores o menores,

dependiendo de la rapidez a l que la aleación se calienta o enfría. La rápida

variación en la temperatura, que puede impedir cambios de fase que normalmente

ocurrirían bajo condiciones de equilibrios, distorsionará y a veces limitará la

aplicación de estos diagramas.

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Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

Las mas importantes aleaciones binarias, las cuales pueden clasificarse como

sigue son:

1. Componentes completamente solubles en estado líquido:

a. Completamente soluble en estado sólido (tipo I);

b. Insoluble en estado sólido: la reacción eutéctica (tipo II);

c. Parcialmente soluble en estado sólido: la reacción eutéctica (tipo

III);

d. Formación de una fase intermedia de fusión congruente (tipo IV); y

e. La reacción peritéctica (tipo V)

2. Componentes parcialmente solubles en estado líquido: la reacción

monotéctica (tipo VI)

3. Componentes insolubles en estado líquido e insolubles en estado sólido

(tipo VII)

4. Transformaciones en estado sólido:

a. Cambio alotrópico

b. Orden – desorden

c. La reacción eutectoide, y

d. La reacción peritectoide.

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Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

DIAGRAMA DE FASE

I. OBJETIVOS

Mediante el análisis tèrmico obtener curvas de enfriamiento que nos permitan

comprender el comportamiento de una aleación a diferentes porcentajes de los

respectivos componentes.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO

Aleación:

Es una sustancia que tiene propiedades metálicas y está constituido por dos o

más elementos químicos, de los cuales por lo menos uno es metal. Un sistema de

aleación contiene todas las aleaciones que pueden formarse por varios elementos

combinados en todas las proporciones posibles.

Las aleaciones pueden clasificarse de acuerdo a su estructura, en tanto que los

sistemas de aleación completos pueden clasificarse según el tipo de su equilibrio

o de diagrama de fase.

Diagrama de fase

Como las propiedades de un material dependen ampliamente del tipo, número,

cantidad y forma de las fases presentes, y pueden cambiarse alterando estas

cantidades, es esencial conocer las condiciones bajo las cuales existen estas

fases y las condiciones bajo las cuales ocurrirá un cambio de fase.

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Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

Gran cantidad de información se ha acumulado respecto a los cambios de fase,

en muchos sistemas de aleaciones, y la mejor manera de registrar los datos es

por medio de diagramas de fase.

Para especificar por completo el estado de un sistema en equilibrio, es necesario

especificar tres variables independientes, mismas que pueden controlarse

externamente, que son la temperatura, presión y composición. Si se supone que

la presión permanece constante con valor atmosférico, el diagrama de equilibrio

indicará los cambios estructurales debidos a la variación de temperatura y

composición. El diagrama es, esencialmente, una representación gráfica de un

sistema de aleación.

La rápida variación en la temperatura, que puede impedir cambios de fase que

normalmente ocurrirían bajo condiciones de equilibrio, distorsionará y a veces

limitará la aplicación de estos diagramas.

Diagrama de fases eutéctico.

En el diagrama de fase de este tipo, los puntos de fusión de los 2 metales puros

se indican como TA y TB respectivamente. La línea liquidus es TAETB y la línea

solidus es TAFETB. Las áreas de fases únicas deben marcarse primero. Por

encima de la línea líquidus basy solo una solución líquida de fase única. En las

aleaciones en este sistema, los cristales de A o B puro nunca solidifican, sino que

siempre solidifican una aleación o una mezcla de aleaciones. Luego se marcan las

áreas de las fase única alfa y la solución sólida beta. Como estas soluciones

sólidas están próximas a los ejes, se conocen como soluciones sólida terminales.

Las áreas restantes de dos fases pueden marcarse como líquido más alfa, líquido

más beta y alfa más beta. En T la solución sólida alfa disuelve un máximo de 20%

de beta, como se muestra en el punto F, y la solución sólida beta un máximo de

10% de A, como se aprecia en el punto G. con la disminución de la temperatura,

la cantidad máxima de soluto que puede disolverse disminuye, como lo indican las

líneas FH y GJ, las cuales se llaman líneas solvus e indican la solubilidad máxima

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Page 5: Diagrama de Fases 2

Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

(solución saturada) de B en la solución alfa o de A en B (solución beta) como

función de la temperatura. El punto E, donde se intersecan en un mínimo de

líneas liquidus, se conoce como punto eutéctico.

Líquidus

En un diagrama de fase es el lugar geométrico de todos los puntos que

representan las temperaturas a las cuales diversas composiciones terminan de

congelar al enfriar o empiezan a fundir al calentar.

Solvus

En un diagrama de fase de equilibrio, es el lugar geométrico de todos los puntos

que representan las temperaturas a las que diversas composiciones de las fases

sólidas coexisten con otras fases sólidas, es decir, los límites de solubilidad sólida.

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Líquido(1 fase)

Líquidus

Líquido+

Punto Eutéctico

Líquido + (2 fases)

(1 fase)

Solvus

+ (2 fases)

Solvus Composición porcentaje en peso de B

A 10 20 30 40 50 60 70 80 95 B

Tem

pera

tura

(1

fas

es)

TA

TB

Diagrama de Fase

TE

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Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

Propiedades de los sistemas de aleación eutéctica

En los sistemas se muestra que hay una relación lineal entre los constituyentes

que aparecen en la microestructura y la composición de la aleación para un

sistema eutéctico. Esto parecería indicar que las propiedades físicas y mecánicas

de un sistema eutéctico también deben mostrar una variación lineal, en la práctica.

Sin embargo, es raro encontrar este comportamiento ideal. Las propiedades de

cualquier aleación multifásica dependen de las características individuales de las

fases y la forma en que estas últimas se hallan distribuidas en la microestructura.

Esto es particularmente cierto para sistemas de aleación eutéctica. La resistencia,

dureza y ductibilidad se relacionan con el tamaño, número, distribución y

propiedades de los cristales de ambas fases.

El aumento de la rapidez de enfriamiento puede resultar una mezcla autéctica

más fina, mayor cantidad de mezcla eutéctica y granos primarios más pequeños,

los que a su vez influirán.

III. CONSIDERABLEMENTE EN LAS PROPIEDADES MECÁNICAS.

Plomo:

Entre las principales propiedades del plomo se encuentran peso elevado, alta

densidad, suavidad, maleabilidad, bajo punto de fusión y baja resistencia

mecánica, además, tiene propiedades de lubricación, baja conductividad eléctrica,

alto coeficiente de expansión y alta resistencia a la corrosión.

Estaño:

Es un metal blanco y suave que tiene resistencia a la corrosión y buenas

propiedades de lubricación. Sufre una transformación polimórfica desde la

estructura normal tetragonal (estaño blanco) hasta una forma cúbica (estaño gris)

a una temperatura de 55.8°F. Esta transformación se acompaña de un cambio en

densidad desde 7.30 hasta 5.75, y la expansión resultante da lugar a la

desintegración del metal a un polvo grueso; sin embargo la transformación es muy

lenta y se necesita un considerable subenfriamiento para iniciarla. Las impurezas

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Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

comunes en el estaño tienden a retrasar o inhibir el cambio, así que, en

condiciones ordinarias, la transformación no tiene importancia práctica.

Sistema plomo – estaño

Es un sistema eutéctico simple con el punto eutéctico localizado en 61.9% de

estaño y 361°F. aunque las aleaciones plomo – estaño se utiliza más por su

característica de fusión, como en soldadura, el estaño también incrementa la

dureza y la resistencia.

Las aleaciones que contienen 61.9% de Sn tiene la composición eutéctica. Por

encima de 183°C la aleación es totalmente líquida y por ello debe contener 61.9%

de Sn. Después de que el líquido se enfría a 183°C se inicia la reacción eutéctica.

Se forman dos soluciones alfa y beta, durante las reacciones eutéctias las

composiciones de las dos soluciones sólidas están representadas por los

extremos de las líneas eutécticas.

Durante la solidificación, el crecimiento del eutéctico requiere tanto la remoción del

calor latente de fusión como de la redistribución de los dos tipos de átomo por

difusión puesto que la solidificación ocurre completamente a 183°C, la curva de

enfriamiento es similar a la de un metal puro, esto es una meseta térmica y ocurre

a la temperatura eutéctica. Para que los átomos se redistribuirán durante la

solidificación eutéctica, se debe desarrollar una microestructura característca. En

el sistema plomo – estaño, las fases sólids alfa y beta forman al líquido en un

arreglo laminar o de plata. La estructura laminar permite a los átomos de Pb y Sn

moverse a través del líquido, en el cual es fácil la difusión, sin tener que

desplazarse una fase considerable.

El producto de la reacción es única y característica de las 2 fases sólidas llamadas

microcunstituyentes eutécticas en la aleación Pb – 61.9% Sn. Se forma el 100%

de microconstituyentes eutéctico puesto que todo líquido pasa a través de la

reacción.

Cuando se enfría aleación que contiene entre el 19.2% - 61.9% de Sn, el líquido

se empieza a solidificar a la temperatura del líquido. Sin embargo la solidificación

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Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

se completa por medio de la reacción eutéctica. Esta secuencia de solidificación

ocurre cada vez que la línea vertical correspondiente a la composición original a la

aleación cruza tanto los líquidos como el eutéctico.

Las aleaciones con composición entre 19.2% - 61.9% de Sn, se denominan

aleaciones bipoeutécticos o aleaciones que contienen menos de la cantidad

eutéctica de estaño. Una aleación a la derecha de la composición eutéctica entre

el 61.9% y el 97.5% de Sn, es bipereutéctica.

IV. COORDENADA DE LOS DIAGRAMAS DE FASE

Por lo general se grafican con la temperatura (°C, °F) como la ordenacia y la

composición de la aleación (como porcentaje en peso), como la abscisa. Para

ciertas investigaciones científicas, se expresa la composición en porcentaje

atómico.

Independientemente de la escala escogida para la temperatura o la composición,

no habrá diferencia en la forma del diagrama de fase resultante.

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Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

V. MÉTODOS EXPERIMENTALES

Los datos para construir diagramas de equilibrio se determinan experimentalmente

por diversos métodos, entre los cuales los más comunes son:

i. Análisis Térmico: Este es el método más usado, cuando se hace un

diagrama de temperatura contra tiempo, a composición constante, la curva

mostrará un cambio de pendiente cuando ocurre un cambio de fase. Este

método parece ser mejor par determinar la temperatura de solidificación

inicial y final.

ii. Métodos Metalográficos. Estos consisten en calentar muestras de una

aleación a diferentes temperaturas, esperando que el equilibrio se

establezca y entonces se enfrían rápidamente para retener su estructura de

alta temperatura. Entonces las muestras se analizan al microscopio.

Es complicado aplicar este método a metales a altas temperaturas, ya que

las muestras enfriadas rápidamente no siempre retienen su estructura de

alta temperatura.

iii. Difracción de Rayos X. Este método mide las dimensiones de la red,

indicada la aparición de una nueva fase, ya sea por el cambio en las

dimensiones de la red o por la aparición de una nueva estructura cristalina.

Conceptos Previos

Línea Líquidus. Es la línea superior, obtenida al unir los puntos que muestran el

inicio de la solidificación.

Línea solidus. Es la línea inferior, obtenida al unir los puntos que muestran el final

de la solidificación.

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Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

Al marcar diagramas de equilibrio, es una práctica común representar las solucione

sólidas y algunas veces las aleaciones intermedias con letras griegas. Las letras

mayúsculas, como A y B, se usarán para representar los metales puros.

Algunas veces es deseable conocer la composición química real y las cantidades

relativos de los dos fases presentes. Para determinar esta información, es

necesario aplicar dos reglas.

Regla I: Composición Química de las fases. Para determinar la composición

química real de las fases de una aleación, en equilibrio a cualquier temperatura

específica en una región bifásica, se traza una línea horizontal para la temperatura,

llamada línea vínculo, a las fronteras del campo. Estos puntos de intersección se

abaten a la línea base y la composición se lee directamente.

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Líquido

(1 fase)

Líquidus

Líquido

+

Punto

Eutéctico

Líquido +

(2 fases)

(1 fase)

Solvus

+

(2 fases)

Solvus Composición porcentaje en peso de B

A 10 20 30 40 50 60 70 80 95 B

Tem

pera

tura

(1 f

ases

) TA

TB

Diagrama de Fase

TE

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Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

En la fig. a, considérese una aleación constituida por 80 A – 20 B a la temperatura

T. Se encuentra en una región de dos fases. Aplicando la regla I; se dibuja la

línea vínculo “mo” a las fronteras del campo. El punto “m”, la intersección de la

línea vínculo con la línea sólidos, cuando se abate a la línea base, da la

composición de la fase que existe en esa frontera. En este caso, la fase es la

solución sólida a de composición 90 A – 10 B. Asimismo, el punto “O”, cuando se

abate a la línea base, dará la composición de la otra fase que constituye la mezcla,

en este caso, la composición de la solución líquida es 74 A – 26 B.

Regla II. Cantidades relativas de cada fase. Para determinar las cantidades

relativas de las dos fases en equilibrio, a cualquier temperatura específica en una

región bifásica, se traza una línea vertical que representa la aleación y una línea

horizontal (como la temperatura), a los límites del campo. La línea vertical divide a

la horizontal en dos partes cuyas longitudes son inversamente proporcional a la

cantidad de fases presentes. Esta también se conoce como regla de la palanca. El

punto donde la línea vertical intersecta a la horizontal se considerará como el

fulcro, o eje de oscilación. Las longitudes relativas de los brazos de palanca

multiplicadas por las cantidades de fases presentes deben balancearse.

En la figura a, la línea vertical, es la aleación 20 B, divide a la línea horizontal en

dos partes: mn y no. Si se toma mo para representar el 100%, el peso total de las

dos fases presentes a T, la regla de la palanca puede expresarse como:

Líquido (porcentaje) = x 100

(porcentaje) = x 100

Si la línea vínculo se elimina del diagrama fase y se insertan lo valores numéricos,

esta aparecerá como se muestra en la Fig. b. Al aplicar las ecuaciones

mencionadas en el párrafo anterior, se tiene:

Líquido (porcentaje) = x100 = 62.5%

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Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

(porcentaje) = x 100 = 37.5%

Para resumir ambas reglas, la aleación de composición 80 A – 20 B a la

temperatura T consta de una mezcla de dos fases. Una es una solución líquida de

composición 74 A – 26 B que constituye el 62.5% de todo el material presente y la

otra una solución sólida de composición 20 A – 10 B que comprende hasta el 37.5%

de todo el material presente.

Lo que se ha realizado en el laboratorio es del tipo III.

Tipo III. Dos metales completamente solubles en el estado líquido, pero sólo

parcialmente solubles en el estado sólido.

Este tipo es el más común y por tanto, el más importante sistema de aleación. El

diagrama de fase de este tipo se muestra en la Fig. 1. los puntos de fusión de los

dos metales puros se indican en los puntos TA y TB, respectivamente. La línea

líquidos es TA ETB y la línea sólidos es TA FEGTB. Las áreas de fase única deben

marcarse primero. Por encima de la línea líquidos hay sólo una solución líquida de

fase única. En los puntos de fusión, donde se intersectan las líneas líquidas y

sólidas, el diagrama es semejante a uno en forma de puro del tipo I (solubilidad

sólida completa), y como estos metales son solubles parcialmente en el estado

sólido, debe formarse una solución sólida. En las aleaciones en este sistema, los

cristales de A puro o de B puro nunca solidifican, sino que siempre solidifican una

aleación o una mezcla de soluciones. Ahora pueden marcarse las áreas de la fase

única y de la solución sólida . Como estas soluciones sólidas están próximas a

los ejes, se conocen como soluciones sólidas terminales. Las áreas restantes de

dos fases pueden marcarse ahora como líquido +, líquido +. En TE, la solución

sólida disuelve un máximo de 20% de B, como se muestra en el punto F, y la

solución sólida B una máxima de 10% de A, como se ve en el punto G. Con la

disminución de la temperatura, la cantidad máxima de soluto que puede disolverse

disminuye, como lo indican las líneas FH y GI, las cuales se llaman líneas solvus e

indican la solubilidad máxima (solución saturada) de B en A (solución ) o de A en

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Page 13: Diagrama de Fases 2

Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

B (solución ) como función de la temperatura. El punto E, donde se intersectan en

un mínimo las líneas líquidos, como en el tipo II, se conoce como el punto eutéctico.

Ahora se estudairá el entramiento lento de varias aleaciones.

La aleación 1 (Fig. 2). Constituida por 95 A – 5 B, cuando se enfría lentamente

sigue un proceso exactamente igual al de cualquier aleación del tipo I. Cuando la

línea líquida se cruza en T1, comenzará a solidificar, formando cristales de solución

sólida extremadamente ricos en A. Este proceso continúa, con el líquido

haciéndose más rico en B y moviéndose hacia abajo gradualmente a lo largo de la

línea líquidus. La solución sólida , también haciéndose más rica en B, se mueve

hacia abajo a lo largo de la línea solidus. Cuando finalmente la línea solidus se

cruza en T4 y con la difusión conservando el mismo ritmo con el crecimiento del

cristal, el sólido total será una solución sólida homogénea y permanecerá de esa

manera hasta llegar a la temperatura ambiente. La figura muestra el proceso de

solidificación y la curva de enfriamiento para esta aleación.

La aleación 2, 30 A – 70 B, es la composición eutéctica y permanece líquida hasta

que la temperatura eutéctica se alcanza en el punto E. Como ésta es también la

línea solidus, el líquido sufre ahora la reacción eutéctica, a temperatura constante,

formando una mezcla muy fina de dos sólidos. Los sólidos que forman eutéctica

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Page 14: Diagrama de Fases 2

Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

están dados por los extremos de la línea de temperatura eutéctica composición F y

de composición G. La reacción eutéctica puede escribirse

Esta reacción es la misma que ocurrió en el diagrama del tipo II, excepto

sustitución de soluciones sólidas por metales puros. Las cantidades relativas y

en la mezcla autéctica pueden determinarse mediante la regla II (regla palanca):

Debido al cambio de la solubilidad de B en A (línea FH) y de A en B (línea habrá

un ligero cambio en las cantidades relativas de y de cuando la aleación enfríe

a temperatura ambiente. Las cantidades relativas de y a temperatura

ambiente son:

La figura muestra la mezcla autéctica. Nótese la semejanza que hay entre esta

figura y la mezcla eutéctica formada del tipo II. Desde el punto de vista

microscópico, no es posible decir si la mezcla eutéctica esta formada por dos

solucione sólidas o por dos metales puros.

La aleación 3, 60 A – 40 B, permanece líquida hasta que la línea liquidus se

alcanza en T3. El líquido empieza a solidificar cristales de solución sólida

primaria o proeutéctica muy rica en A. A medida que la temperatura disminuye, el

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Page 15: Diagrama de Fases 2

Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

líquido se hace más rico en B, moviéndose gradualmente hacia abajo y a la

derecha a lo largo de la línea liquidus hasta que alcanza el punto E. Al examinar

las condiciones que existen arriba de la temperatura eutéctica TE, se ve que hay

dos fases:

Fases Líquida primaria

Composición química 30 A – 70 B 80 A – 20 B

Cantidades relativas 40% 60%

Como el líquido restante (40%) está en el punto E, la temperatura y composición

correctas para formar la mezcla eutéctica, ahora se solidifica, formando

alternativamente cristales de y de la composición que aparece en los extremos

de la línea de temperatura eutéctica (puntos F y G). La temperatura no desciende

hasta que la solificación termina, y cuando lo está, la microestructura aparece como

se muestra en la figura. Nótese la semejanza en microestructuras que existe entre

esta aleación y la figura. A medida que la aleación se enfría a temperatura

ambiente por el cambio en solubilidad indicada por la línea de solvus FH, algún

exceso de se precipita de la solución. El proceso de solidificación y la curva de

enfriamiento para esta aleación se muestra en la figura.

La aleación 4, 85 A – 15 B, sigue el mismo proceso descrito para la aleación 1. la

figura muestra la microestructura a varias temperaturas y la curva de enfriamiento

para esta aleación. La solidificación empieza en T2 y termina en T5, cuyo sólido

resultante es una fase homogénea única: la solución . En el punto M, la solución

es insaturada. La línea solvus FH, como se explicó anteriormente, muestra el

decremento en solubilidad de B en A con la disminución de temperatura. A medida

que la solución se enfría, la línea de solvus se alcanza en el punto N. La solución

se satura ahora de B. Debajo de esta temperatura, en condiciones de enfriamiento

lento, el exceso de B debe salir de la solución. Como A es soluble en B, el

precipitado no sale como el metal puro B, sino como la solución sólida . A

temperatura ambiente, la aleación consistirá, grandemente, en , con una pequeña

cantidad en exceso de , principalmente a lo largo de las fronteras de grano. El

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Page 16: Diagrama de Fases 2

Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

lector debe determinar la cantidad en exceso de mediante la regla de la palanca

en la línea HJ.

Si la fase es relativamente frágil, la aleación no será muy fuerte o dúctil. La

resistencia de una aleación en gran medida está determinada por la fase continua

por toda la aleación. En este caso, aunque la solución constituye sólo alrededor

del 5% de la aleación, existe como una red continua a lo largo de la fronteras de

grano. Por tanto, la aleación tenderá a romperse a lo largo de estas fronteras; sin

embargo, esta aleación puede sufrir un cambio significativo en resistencia y dureza

después de tratarse térmicamente en forma adecuada.

La figura muestra el diagrama de equilibrio plomo – estaño y fotomicrografías de

varias aleaciones en este sistema. La aleación 1 con 70% de estaño, está a la

derecha de la composoción eutéctica. La microestructura consta de dendritas

primarias (blanco) rodeadas por la mezcla autéctica. La aleación 2 es la

composición eutéctica y consta por completo de una mezcla muy fina de soluciones

sólidas y . Por su parte, las aleaciones 3 y 4, con 60 y 50% de estaño,

respectivamente, consta de dendritas de la solución sólida primaria rica en plomo

(negro), rodeada por la mezcla eutéctica, y la cantidad de aumenta a medida que

la composición se mueve a la izquierda.

PROCEDIMIENTO

Materiales:

Horno mufla

Pb – Sn

Mechero

Bagueta

Pinzas

Lingotera

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Page 17: Diagrama de Fases 2

Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

Termómetro

Soporte universal

Desarrollo del experimento:

Esta parte del procedimiento está descrita en el manual del laboratorio y por ser

repetitivo, decidimos obviarlo.

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Page 18: Diagrama de Fases 2

Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

CONCLUSIONES

Se observa una diferencia entre el punto eutéctico experimental con el teórico, se

debe a que los metales empleados tienen impurezas, y por descuido del operador

que no toma los datos en su debido tiempo.

Nótese que sobre un amplio intervalo de composiciones, una porción de la curva de

enfriamiento que muestra el final de la solidificación se presenta a una temperatura

fija. Esta línea horizontal más baja es TE, se conoce como temperatura eutectica.

El diagrama de fase obtenido de la aleación binaria Pb Sn se muestra como una

placa superpuesta sobre el diagrama teórico. En el diagrama experimental

observamos que la línea de liquidus está por debajo de la teórica y que la línea de

solidus no es exactamente una recta.

Este sistema es la base de las aleaciones más usadas para la soldadura.

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Page 19: Diagrama de Fases 2

Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

RECOMENDACIONES

- De los resultados obtenidos en las gráficas de las curvas

de enfriamiento en algunas aleaciones no se pudo encontrar fácilmente los puntos

que representa la temperatura en los cuales las diversas composiciones empiezan

a congelar, es decir la línea de liquidus. Esto se debió a la mala estabilización de

la temperatura en el proceso de aleación es por eso recomendable lograr una

buena estabilización de la temperatura para que así el enfriamiento del sistema

nos arroje buenos resultados.

- Es recomendable tener la mayor cantidad de curvas de

enfriamiento, para que se asemeje más al diagrama de fases teórico.

- Calentar la lingotera antes de echar la solución, porque

de lo contrario chispeará debido a la humedad del medio ambiente.

- Es recomendable pesar la muestra después de

efectuada la aleación y la respectiva solidificación pues los metales utilizados en el

experimento no son del todo puros y a la hora de enfriarlos además de la aleación

se obtiene escoria.

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Page 20: Diagrama de Fases 2

Diagrama de fase

FISICO QUIMICA

BIBLIOGRAFIA

Sydney H. Avner

Introducción a la Metalurgia Física

Cap. VI

Adamson

Química Física

Gilbert W. Castellan

Físico – Química

Chaussin

Introducción a la Metalurgia Fìsica

A.P.Guliáev Metalografía (tomo 1y2)

20