Construccion de diagramas de fase

OBJETIVOS:

* Conocer las técnicas de construcción de un diagrama de fases
* Construir diagrama de fase para un sistema binario por el método de análisis térmico
* Conocer los puntos importantes en la construcción de un diagrama de fases

INTRODUCCIÓN:

Gran cantidad de información se ha acumulado respecto a los cambios de fase, en muchos sistemas de aleaciones, y la mejormanera de registrar los datos es por medio de diagramas de fase, también conocidos como diagramas de equilibrio o constitucionales.
Para especificar por completo el estado de un sistema en equilibrio, es necesario es pacificar tres variables independientes, mismas que pueden controlarse externamente, a saber: temperatura, presión y composición. Si se supone que la presión permanece constante convalor atmosférico, el diagrama de equilibrio indicara los cambios estructurales debidos a la variación de temperatura y composición. El diagrama es, esencialmente, una representación gráfica de un sistema de aleación.
Idealmente el diagrama e equilibrio deberá mostrar las relaciones entre las fases bajo condiciones en las cuales no habrá cambio con el tiempo. Las condiciones de equilibrio puedenser aproximadas por medio de calentamiento y enfriamiento extremadamente lentos, de modo que se deje suficiente tiempo si un cambio de fase esta por ocurrir. En la práctica, los cambios e fase tienden a ocurrir a temperaturas ligeramente mayores o ligeramente menores, dependiendo de la rapidez a la que la aleación se calienta o enfría. La rápida variación en la temperatura, que puede impedircambios de fase que normalmente ocurrirían bajo condiciones de equilibrio, distorsionara y a veces limitara la aplicación de estos diagramas.

Los datos para construir diagramas de equilibrio se determinan experimentalmente por diversos métodos, entre los cuales los más comunes son los siguientes:

* Análisis térmico
* Métodos metalográficos
* Difracción de rayos X
Análisis térmico:Con mucho, éste es el método experimental que más se emplea, cuando se hace un diagrama de temperatura contra tiempo, a composición constante, la curva de enfriamiento resultante mostrara un cambio en pendiente cuando ocurre un cambio de fase a causa de la evolución de calor por el cambio de fase.

Este método parece ser el mejor para determinar la temperatura de solidificación inicial y final,los cambios de fase que ocurren sólo en el estado sólido, generalmente comprenden pequeños cambios de calor, y otros métodos dan resultados más exactos

Fig. 1) Serie de curvas de enfriamiento para diferentes aleaciones en un sistema completamente soluble.

Cuando aparecen varias sustancias, la representación de los cambios de fase puede ser más compleja. Un caso particular, el más sencillo,corresponde a los diagramas de fase binarios. Ahora las variables a tener en cuenta son la temperatura y la concentración, normalmente en masa. En un diagrama binario pueden aparecer las siguientes regiones:
* Sólido puro o disolución sólida
* Mezcla de disoluciones sólidas (eutéctica, eutectoide, peritéctica, peritectoide)
* Mezcla sólido - líquido
* Únicamente líquido, ya seamezcla de líquidos inmiscibles (emulsión), ya sea un líquido completamente homogéneo.
* Mezcla líquido - gas
* Gas (lo consideraremos siempre homogéneo, trabajando con pocas variaciones da altitud).
* Hay punto y líneas en estos diagramas importantes para su caracterización:
* Línea de líquidus, por encima de la cual solo existen fases líquidas.
* Línea de sólidus, pordebajo de la cual solo existen fases sólidas.
* Línea eutéctica y eutectoide. Son líneas horizontales (isotermas) en las que tienen lugar transformaciones eutécticas y eutectoides, respectivamente.
* Línea de solvus, que indica las temperaturas para las cuales una disolución sólida (α) de A y B deja de ser soluble para transformarse en (α)+ sustancia pura (A ó B).
* Concentraciones...