Diagrama De Fases

Actividades Diagramas de fases
Actividad 2.1
a) Qué es un diagrama de fases? Qué información puede extraerse de ellos? 
b) Diagrama de fases de una sustancia pura. 

Actividad 2.2
Aleaciones metálicas. Definición y utilidad.

Actividad 2.3
a) ¿Qué es un sistema de aleación isomorfa binaria?
b) Poner un ejemplo de un sistema isomorfo de aleación binaria y comentar su diagrama de fase.Actividad 2.4
a) Cuáles son las cuatro reglas de Hume-Rothery para la solubilidad en estado sólido de un elemento en otro?
b) En la tabla inferior se muestran un número de elementos con su estructura cristalina y radio atómico. ¿Qué parejas se espera que tendrán solubilidad total en estado sólido entre sí?

Actividad 2.5
Describir el proceso de construcción de un diagrama de fases isomorfobinario. 

Actividad 2.6
Considerar una aleación del 70% en peso de Ni y 30% en peso de Cu. 
a) Realizar un análisis de fases a 1.500°C y a 1350°C, suponiendo condiciones de equilibrio. En el análisis de fases debe incluirse las siguientes cuestiones: (i)Fases presentes. (ii) Composición química de cada fase (iii) Cantidades presentes de cada fase.
b) Esquematizar la microestructura de laaleación a cada una de las temperaturas anteriores utilizando campos microscópicos circulares.

Actividad 2.7
Comentar el diagrama de fases plomo-estaño de la figura 2.6

Actividad 2.8
Considerar el diagrama de fases eutéctico binario cobre-plata de la figura 2.7
a) Realizar un análisis de fases de una aleación del 75% en peso de Cu-25% en peso de Ag a las temperaturas de 1.000 °C, 800oC,780°C+∆T y a 780°C-∆T, suponiendo condiciones de equilibrio. En el análisis de fases debe incluirse las siguientes cuestiones: (i)Fases presentes. (ii) Composición química de cada fase (iii) Cantidades presentes de cada fase.
b) Esquematizar la microestructura de la aleación a cada una de las temperaturas anteriores utilizando campos microscópicos circulares.

Actividad 2.9
Si 750g de una aleacióndel 80% en peso de Ag-20% en peso de Cu se enfría lentamente desde 1000°C hasta justo por debajo de 780°C (ver figura 2.7)
a) ¿Cuántos gramos de líquido y beta proeutéctico hay presentes a 80°C?
b) ¿Cuántos gramos de líquido y beta proeutéctico hay presentes a 78°C+∆T?1
c) ¿Cuántos gramos de alfa y beta hay presentes en la estructura eutéctica a 78°C-∆T?

Actividad 2.10
Una aleación de Pb-Snconsta de un 75% en peso de beta proeutéctico y un 25% de alfa+beta eutéctico a 183°C-∆T. Calcular la composición promedio de esta aleación.

Actividad 2.11
Una aleación de Pb-Sn contiene un 30% en peso de beta y un 70% de alfa a 50°C. ¿Cuál es la composición media de Pb y Sn en esta aleación?

Resolución de las actividades

Actividad 2.1
a) Qué es un diagrama de fases? Qué informaciónpuede extraerse de ellos? 
b) Diagrama de fases de una sustancia pura. 

a) Los diagramas de fases son representaciones gráficas –a varias temperaturas, presiones y composiciones- de las fases que están presentes en un sistema de materiales. Los diagramas de fases se realizan mediante condiciones de equilibrio (enfriamiento lento) y son utilizados para entender y predecir muchos aspectos delcomportamiento de los materiales. 

Parte de la información que se puede obtener a partir de  ellos es la siguiente: 
* Fases presentes a diferentes composiciones y temperaturas.
* Solubilidad de un elemento o compuesto en otro.
* Temperatura a la cual una aleación que se deja enfriar empieza a solidificar así como el rango de temperaturas en el que tiene lugar la solidificación.
*Temperatura a la que se funden o empiezan a fundirse las distintas fases.

b) La figura 2.1 muestra el diagrama de fases presión-temperatura del agua. Una sustancia pura como el agua puede existir en fase sólida, líquida o gaseosa en función de las condiciones de presión y temperatura. En el diagrama se observa un punto triple a baja presión (4579 torr) y baja temperatura (0,0098°C) en el que...