Realizado Por:Jesús Eduardo Marín Gómez

Diagramas de Fases

Es una representación entre diferentes estados de la materia, en función de variables elegidas para facilitar el estudio del mismo. Cuando en una de estas representaciones todas las fases corresponden a estados de agregación diferentes se suele denominar diagrama de cambio de estado.

¿Qué es un Diagrama de Fases?

TiposTipo ISolubilidad total al estado sólido y liquido

Tipo IISolubilidad total al estado liquido e insolubilidad al estado sólido

Tipo IIISolubilidad total al estado liquido y solubilidad parcial al estado sólido

Origen

• Los diagramas de fase están muy relacionados a la ciencia de los materiales la cual surgió después de la Segunda Guerra Mundial, como respuesta a la necesidad de producir materiales con propiedades especializadas. Los primeros intentos de modificar científicamente las propiedades de la materia se remontan a principios del siglo pasado, cuando los conocimientos de cristalografía, estado sólido y física atómica convirtieron el arte de la metalurgia en ciencia. De allí parte la creación de nuevas aleaciones, como el acero, que es el resultado de la aleación de hierro y carbono en diferentes proporciones.

• Relacionan temperaturas, composiciones químicas y las cantidades de las fases en equilibrio.

• Pueden tener diferentes concentraciones de materiales que forma una aleación a distintas temperaturas.

• Los diagramas de equilibrio más sencillos son los de presión - temperatura de una sustancia pura, como puede ser el del agua. En el eje de ordenadas se coloca la presión y en el de abscisas la temperatura. 

Características

UtilidadA partir de los diagramas de fase se puede obtener información como:

Conocer que fases están presentes a diferentes composiciones y temperaturas bajo condiciones de enfriamiento lento (equilibrio)

Averiguar la solubilidad, en el estado sólido y en el equilibrio, de un elemento (compuesto) en otro.

Determinar la temperatura en la cual una aleación enfriada bajo condiciones de equilibrio comienza a solidificar y la temperatura a la cual ocurre la solidificación.

Conocer la temperatura a la cual comienzan a fundirse diferentes fases.

El Diagrama de Fase es de gran importancia ya que permite conocer los diferentes tipos de estados de un material, los cuales son sistemas que van en función de todas las fases de cambios que representan determinadas condiciones de presión, temperatura y composición.

Importancia

Una sustancia pura puede existir en las fases sólida, líquida y vapor, dependiendo de las condiciones de temperatura y presión.

Diagrama de fases en equilibrio presión -

temperatura para el agua

Diagramas de fases de sustancias puras

Límite de SolubilidadEs la concentración máxima de átomos de soluto que puede ser disuelta en el solvente formando una solución sólida.

Regla de las Fases de GibbsEstablece que: P+F = C+N

P = número de fases en equilibrio, F = número de grados de libertad o variación C = número de componentes N = número de variables excepto las de composición (normalmente presión y temperatura)

Regla de la PalancaEs usada para determinar las proporciones de las fases en equilibrio en un campo de dos fases

Diagrama de Hierro-CarbonoPara que una solución de hierro - carbono reciba el nombre de aleación, la concentración de carbono no puede ser mayor del 6,67%, ya que, si fuese mayor, perdería las cualidades metálicas y recibiría el nombre de compuesto químico.

Constituyentes

Fundamentales

Hierro

Fundiciones

Acero

Constituyentes Particulares

Ferrita

Austenita

CementitaPerlita

Martensita

Ejercicio

Solución