Aleaciones

¿QUE SON LAS ALEACIONES?

La aleación de los metales es de gran importancia porque es uno de los medios principales para modificar las propiedades de los elementos metálicos puros. Las aleaciones de metales se emplean ampliamente en la industria pues poseen propiedades mecánicas y tecnológicas.
Una aleación es un material que contiene más de un elemento y tiene las propiedades característicasde los metales.
Las aleaciones se pueden clasificar como aleaciones en solución, aleaciones heterogéneas y compuestos intermetalicos.
Las aleaciones en solución son mezclas homogéneas en las cuales los componentes están dispersos al azar y de manera uniforme; los átomos de soluto pueden llenar posiciones que normalmente ocupa un átomo del disolvente con lo cual forman una aleación desustitución, o pueden ocupar los intersticios y así construir una aleación intersticial. Figura 1

Las aleaciones de sustitución se forman cuando los componentes metálicos tienen radios atómicos y características de enlaces similares.

En las aleaciones intersticiales el componente presente en las posiciones intersticiales entre los átomos del disolvente debe de tener un radio covalente mucho mas pequeñoque los átomos del disolvente.

En las aleaciones heterogéneas los componentes no se dispersan de una manera uniforme; las propiedades de este tipo de aleación dependen no solo de la composición, sino que además de la manera en la que se forma el producto solido a partir de la mezcla fundida.
Para conocer mejor las fases de las aleaciones se emplean los llamados diagramas de equilibrio de lasaleaciones, los cuales nos ayuda a observar los cambios que ocurren al calentar o enfriar las sustancias, estos diagramas nos muestran los puntos de fusión y de solidificación, las transformaciones fasicas y poliformas(alotrópicas), que tienen lugar en las aleaciones.
Para construir el diagrama de equilibrio se aplica el método de análisis térmico, o sea, se construyen curvas de enfriamiento y sedeterminan las temperaturas de transformación según los puntos de inflexión y estacionamientos en las curvas, los cuales obedecen a los efectos térmicos de la transformación.
EJEMPLO DE TRAZADO DE LOS DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO DE DOS COMPONENTES.
Examinaremos el caso de las aleaciones del plomo-antimonio(Pb-Sb). Las aleaciones de distintas composiciones formadas con los mismos componentes sesuelen llamar sistema de aleaciones de los componentes dados.
Las aleaciones de sistema dado se pueden diferenciar unas de otras por su composición, es decir, por la relación cuantitativa de los componentes(concentración). Así si la aleación Pb-Sb tiene un 15% de Sb, el 85%restante lo constituye el Pb.
La temperatura de fusión del plomo puro es de 327 °C el del antimonio es de 631°C.
Supongamosque se han preparado cinco aleaciones de peso igual con las composiciones siguientes: 5% Sb-95%Pb; 40%Sb-60%Pb; 10%Sb-90%Pb; 80%Sb-20%Pb; 20%Sb-80%Pb. Cada aleación se carga en un crisol calentándola hasta una temperatura de 25-30°C mayor a la temperatura de fusión. Luego se sumerge en la aleación un termopar y al enfriarse esta se determinan intervalos de tiempo iguales, se toman lecturas delpirómetro hasta que termine el proceso de cristalización. Según los resultados de las lecturas se trazan las curvas de enfriamiento en las coordenadas temperatura –tiempo; según las curvas de enfriamiento se determinan las temperaturas de transformación
Las curvas de enfriamiento de las aleaciones dadas, representadas en la figura 2 muestran que a diferencia de los metales puros las aleacionestienen dos puntos críticos: la temperatura inicial y final de la cristalización. Tabla 1.0



Para trazar los diagramas de equilibrio de las aleaciones del sistema dado, los puntos críticos encontrados se trasladan al sistema de coordenadas, poniendo en el eje de las abscisas la composición de las aleaciones 5,10,20,40 y 80% Sb y en el eje de las ordenadas las temperaturas.
A partir de los...