Construcción de diagramas de fase

PRÁCTICA Nº 6: CONSTRUCCIÓN DE DIAGRAMAS DE FASES


OBJETIVOS

• Construir un diagrama de fases del tipo de solubilidad total, determinando los cambios en los estados de agregación que presenta.
• Determinar la utilidad como herramienta teórica de los diagramas de fases para los ingenieros
• Conocer cómo las propiedades de los materiales dependen significativamente de la naturaleza,número, cantidad, y forma de las posibles fases de una aleación metálica
INTRODUCCIÓN
Los materiales en estado pueden estar formados por varias fases. La combinación de estas fases define muchas de las propiedades que tendrá el material. Por esta razón, se hace necesarios tener una herramienta teórica que permita describir las fases que estarán presentes ene el material. Esa herramienta sellama diagrama de fase.
Las fases sólidas en un material tienen las siguientes características:
• Los átomos que forman la fase tienen la misma estructura o arreglo atómico
• La fase tiene La misma composición química en todo su volumen
• Presenta las mismas propiedades físicas
• Posee una interfase definida con su entorno

Los materiales puros poseen solamente una fase. Las aleaciones puedenposeer dos o más fases presentes al mismo tiempo. Como se dijo una aleación se define como una solución en estado solido. Una solución no es más que la mezcla de dos o más elementos químicos. Un diagrama de fase es un “mapa” que describe las fases presentes en un material.

Las propiedades de los materiales dependen significativamente de la naturaleza, número, cantidad, y forma de las posiblesfases que se presentan y pueden cambiarse por alteraciones en dichas cantidades, es vital, en el uso de materiales, conocer las condiciones bajo las cuales cualquier sistema dado puede existir en sus varias formas posibles. Por esto, los ingenieros deberán poseer un conocimiento básico de cómo se forman las microestructuras y como estas estructuras influencian las propiedades del material.

Lastransformaciones de fases deben realizarse próximas al equilibrio (condiciones de enfriamientos muy lentos), por lo que los diagramas de fases pueden ser utilizados como una ayuda en la interpretación de la microestructura.
DEFINICIÓN
Desde el punto de vista estructural, una fase de un material, es una parte homogénea del mismo que difiere de las demás en su composición, estado o estructura. Alconjunto de las representaciones de los estados posibles se denomina diagrama de fases
En ciencia de materiales se denomina diagrama de fase a la representación gráfica de las fronteras entre diferentes estados de la materia de un sistema, en función de variables elegidas para facilitar el estudio del mismo.

Un diagrama de fase es un mapa de temperatura – composición que indica las fasespresentes a una dada temperatura y composición. Esto se determina experimentalmente registrando las velocidades de enfriamiento en un rango de composiciones.
Los diagramas de fases son representaciones gráficas de las fases que están presentes en un sistema de aleación a diversas temperaturas, presiones y composiciones. Estos diagramas indican las fases que están presentes a diferentes composiciones ytemperaturas para condiciones de enfriamiento o calentamiento lento

Fase es toda porción de un sistema con la misma estructura o arreglo atómico, con aproximadamente la misma composición y propiedades en todo el material que la constituye y con una interfase definida con toda otra fase vecina. Puede tener uno ó varios componentes. Debe diferenciarse del concepto de componente, que se refiereal tipo de material que puede distinguirse de otro por su naturaleza de sustancia química diferente.
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 de materiales.

A partir de los diagramas de fase se puede...