Diagramas De Equilibrio

Diagramas de fase
6.1 Introducción Los diagramas de fase son una herramienta que muestra gran cantidad acumulada de información respecto a los cambios de fase, en muchos sistemas de aleaciones; también son conocidos como diagramas de equilibrio o constitucionales. Para especificar por completo el estado de un sistema en equilibrio, es necesario registrar tres variables independientes:temperatura, presión y composición. Por lo general la presión es constante, el diagrama de equilibrio indicará los cambios estructurales debidos a la variación de temperatura y composición. 6.3 Métodos experimentales Los datos para construir diagramas de equilibrio se determinan experimentalmente por diversos métodos: A- Análisis térmicos: es el más empleado y consiste en realizar un diagrama detemperatura contra tiempo, a composición constante. Y permite determinar la temperatura de solidificación inicial y final. B- Métodos metalográficos: consiste en calentar muestras de una aleación a diferentes temperaturas, esperando que el equilibrio se establezca, y entonces se enfrían rápidamente para retener su estructura a alta temperatura; analizándola al microscopio. C- Difracción de rayos X: mide lasdimensiones de la red, por lo tanto indicará 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. A continuación se estudiarán las más importantes condiciones posibles de equilibrio entre fases en aleaciones binarias. 6.4 Diagrama Tipo I: Dos metales completamente solubles en los estados líquido y sólido. En estetipo de diagrama, Ta y Tb representan los puntos de congelación de los dos metales puros. La línea superior (en donde inicia la solidificación) es la liquidus, y por arriba de esta existe una región constituida de una solución líquida homogénea. La línea inferior (muestra el final de la solidificación) se llama solidus,y por debajo de esta cualquier aleación constará de una solución sólidahomogénea (ver figura 6.2).

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Para conocer la composición química real y las cantidades relativas de las dos fases, hay que aplicar las siguientes dos reglas: 6.5 Regla I: Composición química de las fases. Se debe de trazar una línea horizontal para la temperatura, llamada línea vínculo, a las fronteras del campo. Estos puntos de intersección, reflejan en el eje horizontal la composición (verfigura 6.3).

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6.6 Regla II: Cantidades relativas de cada fase. Se debe de trazar una línea vertical que representa la aleación, y una línea horizontal (como la temperatura), a los límites del campo. La línea vertical dividirá a la horizontal en dos partes cuyas longitudes son inversamente proporcionales a la cantidad de las fases presentes (regla de la palanca); ver figura 6.4

6.7Enfriamiento en equilibrio de una aleación de solución sólida. En el diagrama 6.5, se observa cómo se van dando los cambios de fase en la aleación (70A-30B). Inicia en To con una solución homogénea de una sola fase líquida. En T1 inicia la formación de los primeros núcleos de solución sólida y será más en rico en A, ya que este posee un mayor punto de fusión. Y así sucesivamente, conforme se continúa con elenfriamiento se da la aparición de dentritas hasta finalizar en T5 en donde se tiene una solución sólida de composición uniforme.

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6.8 Difusión A través del mecanismo de difusión bajo un enfriamiento lento, la estructura dentrítica desapareció y los granos se hicieron homogéneos y puede tener lugar mediante los siguientes métodos: abcdMecanismo de vacancia. Mecanismo intersticial.Intercambio de átomos. Intercambio de cuatro átomos en forma de anillo.

6.9 Enfriamiento fuera del equilibrio-origen de la segregación dendrítica El enfriamiento fuera de equilibrio (figura 6.9) resulta en un intervalo mayor de temperatura en el cual el líquido y el sólido están presentes al mismo tiempo; la última solidificación ocurre a una temperatura más baja que la predicha por el diagrama de...