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U N I V E R S I D A D N AC I O N AL AB I E R T A Y A D I S T AN C I A - U N AD
Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología-e Ingeniería
Lectura de Reconocimiento Unidad No 2 del curso de Materiales de Ingeniería
Walberto Roca Bechara

El contenido siguiente tiene el objetivo, de activar los conocimientos básicos o previos
necesarios, para facilitar estudio de la unidad No 2 del curso materialesde ingeniería.
Diagramas de fases.
Los elementos metálicos puros tienen aplicaciones técnicas, por ejemplo, el cobre o el aluminio
de alta pureza usados para fabricar circuitos microelectrónicos. Sin embargo, en la mayoría de
las aplicaciones de usan aleaciones. Definimos una aleación como un material que tiene
propiedades metálicas y que está formado por varios elementos. Un acero alcarbono simple es
una aleación de hierro y carbono. Los aceros inoxidables, suelen contener hierro, carbono,
cromo y níquel.

FIGURA 51.

Como primer paso se define una fase como una forma única en la que existe el material por
ejemplo, el agua tiene tres fases: liquida, sólida y vapor de agua. Una fase posee la misma
estructura o arreglo atómico, la misma composición, propiedades en su interiory una interfaz
definida entre esta y las fases que la rodean. Un diagrama de fases ilustra las fases presentes en
un sistema de aleación a diversas temperaturas, presiones y composiciones. A partir del
diagrama de fases, podemos predecir que fases se espera sean termodinámicamente estables y
en que concentración deben estar presentes.
En los diagramas de fase isomorfa binarios en equilibrio,los dos componentes son
completamente solubles entre sí en estado sólido y por lo tanto solo hay una única fase sólida.
En muchos de estos diagramas se encuentran fase (s) y/o compuestos intermedios. Las fases
intermedias tienen una variedad de composiciones, mientras que los compuestos intermedios
tienen una única composición.

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Walberto Roca Bechara

DIAGRAMA DE UNA SUSTANCIA PURA

2.5.2 DIAGRAMA DE UNA SUSTANCIA PURA
Este es uno de los diagramas mas sencillo (generalmente es presión vs temperatura), tal como
se muestra en la figura 51. En la mencionada figura sepuede apreciar que el agua posee tres
fases: Sólida, liquida y gaseosa o vapor. Se observa también un punto denominado punto triple
en el cual pueden coexistir los estados sólido, líquido y gaseoso. Adicionalmente se encuentran
dos líneas: la línea de vaporización y la línea de solidificación para las cuales los pares (presión,
temperatura) corresponden a una transición de fase entre una fasesólida y una fase líquida; y
entre una fase sólida y una fase vapor respectivamente.

Figura 51 Diagrama de fase del agua [Adaptado de: Wikipedia, 2008]

Ahora se aplicara la regla de fase de Gibbs al diagrama del agua en diferentes puntos como se
muestra en la figura 51:
• En el Punto triple:
Fases presentes = 3, Numero de componentes =1, por lo tanto,
P+F=C+2, luego 3+F=1+2 entonces F=0.
Elhecho que el grado de libertad o varianza sea F=0, quiere decir que Como ninguna de
las variables (presión, temperatura o composición) se pueden cambiar manteniendo las
tres fases de coexistencia, el punto triple es un punto invariante.

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Walberto Roca Bechara

• En un Punto sobre la línea de solidificación:
Fases presentes = 2, Numero de componentes =1, por lo tanto,
P+F=C+2, luego 2+F=1+2 entonces F=0.
El hecho que el grado de libertad o varianza sea F=1, quiere decir que Una variable
(Temperatura o Presión) se puede cambiar manteniendo aún un sistema con dos fases...