soluciones solidas

Solución sólida: Una solución sólida es un sólido que consta de dos o más elementos que están dispersos atómicamente y forman una estructura de una sola fase.

Soluciones sólidas metálicas: En una solución sólida metálica, el solvente se denomina base y establece la estructura cristalina, y el soluto se denomina aleante, que es quien ingresa a la estructura aleatoreamente. El estado de ingresode los aleantes puede ser por sustitución (los átomos del soluto sustituyen a los átomos del solvente en las posiciones de la red cristalina) o por inserción (los átomos del soluto se sitúan entre los átomos del solvente; estos espacios se denominan huecos o intersticios).

Solución sólida por sustitución: En este caso, el disolvente y soluto tienen una estructura cristalina similar, por lo queun átomo de soluto ocupa la posición de otro átomo de disolvente en la estructura cristalina final.
Solución sólida por inserción: Ocurre cuando los átomos de soluto son muy pequeños y ocupan los huecos intersticiales del disolvente. Esto provoca un aumento de la resistencia de la aleación, ya que se hace más difícil la deformación del producto final.

Diagramas de fases: Desde el punto devista estructural, una fase de un material, es una parte homogénea del mismo que difiere de las demás en su composición, estado o estructura. Al conjunto de las representaciones de los estados posibles se denomina diagrama de fases.

Regla de las fases de Gibbs: La ecuación o regla de Gibbs nos permite calcular el número de fases que pueden
existir en equilibrio en cualquier sistema.F+N+=C+2

Donde:
f= Es el número de fases presentes en el punto de análisis.
N= Grados de libertad, es decir, el número de variables (presión, temperatura o composición en sistemas con más de un componente) que se pueden modificar sin que varíen las fases del sistema.
C= Es el número de componentes del sistema.


Diagrama de hierro-carbono: Para que una solución de hierro-carbono reciba elnombre de aleación, la concentración de carbono no puede ser mayor del 6,67%, ya que, si fuese mayor, perdería las cualidades metálicas y recibiría el nombre de compuesto químico. En el diagrama hierro-carbono que se presenta a continuación, se pueden apreciar los siguientes constituyentes fundamentales generales:

Hierro: tiene un contenido en carbono entre el 0,008% y el 0,025%. El hierropuro es difícil de obtener puesto que la concentración de carbono a temperatura ambiente ha de ser menor al 0,008%. Por otra parte sus aplicaciones están limitadas casi exclusivamente a núcleos de inductancias.

Aceros: para que una aleación de hierro carbono se considere acero, la concentración de carbono ha de estar comprendida entre el 0,025% y el 1,76% a temperatura ambiente. El campo deaplicación de los aceros es muy amplio, abarcando todos los campos de la industria. Entre sus características fundamentales están: su alta dureza, buena resistencia mecánica, maleabilidad, ductilidad, etc.

Fundiciones: reciben este nombre las aleaciones de hierro - carbono que tienen una concentración de carbono comprendida entre el 1,76% y el 6,67%. La característica fundamental de la fundiciónes su extraordinaria dureza, que la hace ideal para herramientas de corte.


Constituyentes particulares

Ferrita: También conocida como hierro alfa (Feα). Para temperaturas inferiores a 900ºC tiene una estructura cúbica centrada en el cuerpo. Dependiendo de la temperatura a la que se encuentre, la ferrita es dúctil y magnética, pero pasa a ser no magnética a temperaturas superiores a 768ºC.Su capacidad para formar soluciones sólidas de inserción es muy débil puesto que sus espacios interatómicos disponibles son pequeños. Por tanto, sólo los elementos de menor diámetro atómico, H B, N y C, son capaces de colocarse en los intersticios, pero a costa de crear una gran distorsión en la red, así, la máxima solubilidad del carbono en la forma alfa es sólo 0,0259% en masa a 723ºC....