Acondicionamiento

Materiales I - 2º semestre 2011
Guía de problemas No. 6 – Diagramas de fase


1. La Figura 1 muestra el diagrama de fases T, P para el Fe puro. La ecuación de Clausius-Clapeyron, relaciona elcambio de temperatura ΔT necesario para mantener el equilibrio termodinámico entre dos fases ante un cambio de presión Δp:
dp/dT = ΔH/ Teq ΔV,
donde ΔH es la variación de entalpía entre lasfases y ΔV la variación de volumen.

Usando la ecuación de Clausius-Clapeyron determine el signo del cambio de volumen ente las diferentes fases del Fe puro.

[pic]

2. Una aleación binaria deelementos A y B tiene una concentración atómica xA del elemento A. Encuentre expresiones para las concentraciones en peso de cada elemento.

3. En los diagramas de fase que se adjuntan del Al-Si,Zr-Nb, Zr-Sn y Fe-Fe3C, identifique:
a) las zonas de una fase,
b) las zonas de mezcla de dos fases,
c) puntos eutécticos, eutectoides y peritécticos.
d) composiciones desolidificación congruente.

4. Un hipotético diagrama de equilibrio entre los elementos A y B muestra las siguientes características (todos los porcentajes están dados en peso):
- A tiene tres formasalotrópicas con temperaturas de transición 800oC y 1150oC, temperatura de fusión 1980oC. Todas forman solución sólida con el elemento B (α, β y γ), α es la de menor temperatura.

- Existe un compuestointermedio A2B3 que funde a 1230oC. El mismo tiene un cierto rango de solubilidad para el elemento A originando la solución sólida ε y solubilidad nula para el elemento B.

- El elemento B funde a800oC y tiene una solubilidad despreciable para el elemento A. El peso atómico de B es el doble que el de A.

- Eutécticos:
a 1000oC, líquido (55 % B) → β (25 % B) + ε (60 % B)
a 650oC,líquido (90 % B) → A2B3 + B
- Peritéctico:
a 1300oC, γ (8% B) + líquido (35 % B) → β (15 % B)
- Eutectoide:
a 600oC, β (12 % B) → α (5 % B) + ε (65 % B)
- Peritectoide:
a 300oC, α (3 % B) + ε...