diagrama de fases

CLASE 10
PROCESOS
DIAGRAMA DE FASES EN EQUILIBRIO
REGLA DE LAS FASES DE GIBBS
REGLA DE LA PALANCA
REACCIONES DE FASES
SISTEMAS EUTÉCTICOS
COMPUESTOS ÍNTER METÁLICOS
EL SISTEMA HIERRO-CARBONO
DIAGRAMA DE FASES TERNARIO: TRIÁNGULO DE
CONCENTRACIONES
DIAGRAMAS PSEUDOBINARIOS
A. Iribarren

Ciencia de Materiales

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DIAGRAMA DE FASES EN EQUILIBRIO
El diagrama de fase es simplementeun mapa bidimensional obtenido de los
datos experimentales que muestra las diferentes fases en el espacio
composición-temperatura. Puede llamarse diagrama de equilibrio, diagrama
equilibrio
constitucional o diagrama de estados.
estados
Los diagramas de fases se trazan para condiciones de equilibrio, o sea, para
equilibrio
velocidades de enfriamientos muy pequeñas o calentamientoprolongado.
prolongado

La concentración máxima de
átomos de soluto que pueden
disolverse en el solvente se
denomina límite de solubilidad.
solubilidad

Solubilidad del azúcar (C12H22O11) en un
jarabe azúcar-agua.
A. Iribarren

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Diagrama de fases del agua
Se muestran las 3 fases, los puntos de fusión, de ebullición, triple y crítico.

A. Iribarren

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3

Diagrama de fases de las aleaciones para el caso de solubilidad ilimitada

Línea liquidus

Línea solidus

El diagrama Cu–Ni es de los más
simples, pues Cu y Ni son
completamente solubles uno en
otro en el estado sólido. Este es
un diagrama típico de las
aleaciones en los caso de
solubilidad ilimitada de los
componentes en el estado
sólido y se describen comoisomorfos.
isomorfos

Ejemplo de sistemas binarios de este tipo son: Ag-Au, Bi-Sb, Cr-V, Cu-Ni, Ti-Hf,
Mo-Ta y Nb-V.
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A. Iribarren

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Diagrama de fases de aleaciones que crean mezclas mecánicas de
componentes puros

Por este tipo de diagrama
de fases cristalizan también
las aleaciones de los
sistemas Zn–Sn, Pb–Ag,
Ni–Cr, Cr–Mn, Cu–Bi, Al–Si.

Este diagramarepresenta
el de insolubilidad total
de los dos componentes
en el estado sólido.
lido

A. Iribarren

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Diagrama de fases de las aleaciones para el caso de solubilidad limitada
de los componentes en estado sólido (a) y para el caso de creación de un
compuesto químico (b).

(a)

(b)

(A.L. = aleación líquida)

A. Iribarren

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6Diagrama de fases de la mezcla Sn – Pb
Hay tres fases:
L – una solución líquida de Pb y
Sn;
(Pb) – una solución sólida de Sn
en Pb; y
(Sn) – una solución sólida de Pb
en Sn. El diagrama se divide en
seis campos: tres de ellos son
fases simples y tres son
bifásicos.

Punto de
constitución

Soldadura
eutéctica
Soldadura
de plomo

A. Iribarren

En el ejemplo, para unacomposición de 50% de Pb a 170
ºC el punto de constitución cae
dentro de un campo de dos
fases. Así, en equilibrio, la
aleación debe ser una mezcla de
dos fases de conglomerados de
(Sn) y (Pb) pegados unos a otros

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Relación entre las propiedades de las aleaciones y el tipo de diagrama
de fases.

Dureza (H)

Electroconductividad (E)

Diagrama composición –propiedades para las aleaciones: a) mezclas
mecánicas; b) solución sólida; c) compuesto químico; A y B – componentes
de la aleación; Am y Bn – compuesto químico.
A. Iribarren

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8

Representaciones esquemáticas de
las microestructuras en condiciones
de equilibrio para la mezcla Pb – Sn
con composición C a medida que es
enfriada desde la fase líquida.

A. IribarrenCiencia de Materiales

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Representaciones esquemáticas de las microestructuras en condiciones de
equilibrio de una mezcla de
Pb – Sn con una composición eutéctica.
ctica

Micrografía de la microestructura de una
mezcla de Pb – Sn con composición eutéctica.
ctica
Se observa la coexistencia de dos soluciones
sólidas ricas en Sn y Pb respectivamente.
A. Iribarren

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