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Diagramas de fase:
Son representaciones gráficas de las fases que están presentes en un sistema de materiales a varias temperaturas, presiones y composiciones. La mayoría de los diagramas de fase han sido construidos según condiciones de equilibrio (condiciones de enfriamiento lento), siendo utilizadas por ingenieros y científicos para entender y predecir muchos aspectos del comportamiento delos materiales. Los diagramas de fases más comunes involucran temperatura versus composición.
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Figura A. Diagrama de fase binario que muestra la solución sólida completa. El campo de fase liquida se marca con L y la solución sólida se designa mediante SS. Note la región de dos fases marcada con L + SS.
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Figura B Las composiciones de las fases en una región de dos fases del diagrama defases, son determinadas mediante una línea de enlace (línea horizontal que conecta las dos composiciones de las fases a la temperatura del sistema).


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Figura C Aplicación de la regla de fases de Gibbs a varios puntos en el diagrama de fases de la figura A.
Diagrama isomorfo (Solubilidad Sólida Completa):
Un diagrama de fases muestra las fases y sus composiciones para cualquiercombinación de temperatura y composición de la aleación. Cuando en la aleación sólo están presentes dos elementos, se puede elaborar un diagrama de fases binario. Se encuentran diagramas de fases binarios isomorfos en varios sistemas metálicos y cerámicos. En los sistemas isomorfos, sólo se forma una fase sólida; los dos componentes del sistema presentan solubilidad sólida ilimitada. En la figura A, semuestra un diagrama de fases típico para tales sistemas. Note que el diagrama muestra la temperatura como en la escala vertical y la composición como variable en el eje horizontal. Están indicando los puntos de fusión de los componentes puros A y B. Para temperaturas relativamente altas, cualquier composición se habrá fundido por completo para dar un campo de fase líquida, que se marca con L. Enotras palabras, A y B son completamente solubles entre sí en el estado líquido. Lo que es poco común en este sistema es que A y B también son completamente solubles en el estado sólido.
Información que podemos obtener de los diagramas de fase:
1. Conocer que fases están presentes a diferentes composiciones y temperaturas bajo condiciones de enfriamiento lento (equilibrio).
2. Averiguar lasolubilidad, en el estado sólido y en el equilibrio, de un elemento (o compuesto) en otro.
3. Determinar la temperatura a la cual una aleación enfriada bajo condiciones de equilibrio comienza a solidificar y la temperatura a la cual ocurre la solidificación.
4. Conocer la temperatura a la cual comienzan a fundirse diferentes fases.




La Regla de la Palanca

Es una regla matemática valida paracualquier diagrama binario. Estas cantidades normalmente se expresan como porcentaje del peso (% peso).

En regiones de una sola fase, la cantidad de la fase simple es 100%. En regiones bifásicas, sin embargo, se deberá calcular la cantidad de cada fase. Una técnica es hacer un balance de materiales.

Para calcular las cantidades de líquido y de sólido, se construye una palanca sobre laisoterma con su punto de apoyo en la composición original de la aleación (punto dado). El brazo de la palanca, opuesto a la composición de la fase cuya cantidad se calcula se divide por la longitud total de la palanca, para obtener la cantidad de dicha fase.

En general la regla de la palanca se puede escribir de la siguiente forma:

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Se puede utilizar la regla de la palanca en cualquierregión bifásica de un diagrama de fases binario. En regiones de una fase no se usa el cálculo de la regla de la palanca puesto que la respuesta es obvia (existe un 100% de dicha fase presente).

Las cantidades relativas, de las dos fases, en una microestructura se calculan con facilidad a partir de un balance de masa. Consideramos de nuevo el caso del diagrama binario para la solución solida...
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