Diagramas de Fases

Diagramas de Fases II
Soluciones sólidas y mezclas – Aleaciones
 
 
El conocimiento de la composición de una aleación y de la temperatura a que se encuentra dentro de la región bifásica solo nos indica que dicha aleación constituye una mezcla de dos fases, pero no nos da ninguna información referente a ella.
 
A veces puede ser necesario conocer la composición química real y las cantidadesrelativas de cada fase presentes. Estos datos pueden determinarse aplicando las dos reglas siguientes.
 
Regla I Composición química de las fases.
 
Para determinar la composición química real de las fases de una aleación, que coexisten en equilibrio a una temperatura cualquiera correspondiente a la región bifásica, trazamos por ella una recta horizontal, denominada línea de enlace, hasta quecorta a las líneas que delimitan dicha región.
 

 
Diagrama en el que se indica la línea de enlace mo trazada en la región bifásica por el punto de tempertaura T
 
Trazando por los puntos de intersección las verticales correspondientes, éstas nos indicarán directamente, sobre el eje de abscisas, las composiciones buscadas. Consideremos, por ejemplo, la aleación 80A-20B, la cual se encuentraa la temperatura T correspondiente a la región bifásica.
 
Aplicando la Regla I, trazamos la línea de enlace mo hasta que corte a las líneas que delimitan dicha región. Trazando por el punto m, punto de intersección de la línea de enlace con la línea de solidus, una vertical, el punto de intersección de ésta con el eje de abscisas nos señala la composición de la fase correspondiente a la línealímite. En este caso, se trata de una solución sólida a de composición 90A-IOB.
 
Análogamente, trazando una vertical por el punto o, obtendremos la composición de la otra fase componente de la mezcla, la cual, en el ejemplo que estamos considerando, es una solución líquida de composición 74 A – 26 B.
Regla II - Cantidades relativas de cada fase.  
 
Para determinar las cantidades relativasde cada fase que, a una temperatura dada, coexistentes en equilibrio en la región bifásica, se traza el punto correspondiente a la composición de la aleación  una vertical y por el correspondiente a la temperatura que se considere, una recta horizontal hasta que  corte a las líneas que delimitan dicha región.
 
El punto de intersección de  ambas rectas divide a la línea horizontal en dossegmentos cuyas longitudes son inversamente proporcionales a las cantidades de las fases presentes.
 
Esta regla se conoce también como regla de la palanca. Este punto de Intersección podemos considerarlo como el punto de apoyo de una palanca, para que ésta se encuentre en equilibrio, los productos de cada cantidad de fase presente por la longitud de sus respectivos brazos de palanca deben ser iguales. 
Considerando la Fig siguiente vemos que la vertical correspondiente a la aleación 80A, divide a la línea de enlace horizontal en los segmentos mn y no.
 

 
Aplicación de la regla de la palanca en el caso de la linea de enlace mo
 
Si suponemos que la longitud total de la linea de enlace representa el peso total, o 100% de las dos fases presentes a la temperatura T, la regla de lapalanca puede expresarse matematicamente por
Líquido (Porcentaje) =  mn x 100
                                mo
a (Porcentaje) = no x 100
                             mo
Si representamos solamente la línea de enlace e indicamos sobre ella los valores numéricos, aplicando las ecuaciones anteriores, se halla:
Líquido (Porcentaje) =   10 x 100 =  62,5
                                16
a(Porcentaje) =   6 x 100 = 37,5
                    16
Como resumen de ambas reglas, podemos decir que, a la temperatura T, la aleación 80A-20B está constituida por un 62,5% del total presente bajo la forma de solución liquida de composición 74A-26B, y por un 37,5%  del total bajo la forma de solución sólida de composición 90A-10B.

Enfriamiento en condiciones de equilibrio de una aleacion 70A-30B
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