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FASES Y TRANSFORMACIONES DE
FASE.
DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO

ALEACIONES METÁLICAS
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CONCEPTO
SOLUBILIDAD
CONCENTRACIÓN (masa, átomos, volumen)
CLASIFICACIÓN ESTRUCTURAL
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SOLUCIONES SÓLIDAS
• Sustitucionales
• Intersticiales

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COMPUESTOS Y/O FASES INTERMEDIAS
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Compuestos químicos
Compuestos intermetálicos
Compuestos instersticiales
Compuestos electrónicos

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SOLUCIONES SÓLIDAS3

SOLUCIONES SÓLIDAS
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SOLUCIONES SÓLIDAS DE SUSTITUCIÓN

Una solución sólida sustitucional es una solución de dos o más elementos con átomos que son casi
del mismo tamaño. Este requisito es necesario porque los átomos aleantes necesitan reemplazar
losátomos normales de la estructura reticular y no solamente acomodarse en los espacios que
dejan los átomos normales entre sí, como sucede en lasintersticiales.

Limitación de tamaño en las soluciones sólidas de
sustitución

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SOLUCIONES SÓLIDAS
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SOLUCIONES SÓLIDAS INTERSTICIALES

Las soluciones sólidas intersticiales están constituidas por elementos aleantes cuyos
átomos difieren mucho en tamaño. Los átomos aleantes deben ser de tamaño bastante
pequeño para acomodarse dentro de la estructura reticular del metal base. Se ha
determinadoque los átomos de elementos aleantes deben de tener un tamaño de
aproximadamente la mitad del de los átomos de base. Los elementos comunes que son
capaces de formar soluciones intersticiales son: carbono, nitrógeno,oxígeno, hidrógeno
y el boro.

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Soluciones sólidas

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Reglas de Hume-Rothery
• Factor Tamaño
• Factor Estructura electrónica
• Factor valencia
• Factor concentraciónelectrónica
• Factor estructura cristalina
Solubilidad: Total y Parcial

Cuánto más parecidos son dos metales tanto química como físicamente, mayores su
tendencia para formar soluciones sólidas continuas. Los siguientes son requisitos para la
formación de una solución sólida continua.
1. El tamaño atómico de los metales aleantes no debe diferir por más del 15 %.
2. Las características químicas (valencia,electronegativad) deben ser similares.
3. Los metales deben cristalizar en el mismo patrón, por ejemplo CC, CCC o HC.
4. Concentración electrónica <1.4

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Soluciones sólidas intersticiales

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FCC. Intersticios octaédricos

En la red FCC los huecos octaédricos se sitúan en el centro del cubo y en el centro de cada una de sus aristas. Por lo tanto,
en cada celda existirán cuatro huecos (uno de ellossituado en el interior de la celda y otros doce en los centros de las aristas,
estando estos últimos compartidos por cuatro celdas), lo que equivale a un hueco por cada átomo. A la hora de calcular las
dimensiones M hueco se tiene en cuenta la mayor esfera que se puede insertar en él. De acuerdo con la figura, se debe cumplir:
2R + 2Ri = a
siendo R el radio del átomo metálico y Ri el del hueco.Como en la estructura FCC se cumple:
se verifica entonces: Ri / R = 0,414
Hueco octaédrico

Ri
= 0.414
Rs
Ri = 0.147a

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FCC: Intersticios tetraédricos

Los huecos tetraédricos en la red FCC ocupan los ocho centros de los ocho cubos en que se puede dividir la
celda unidad, tal como se aprecia en la figura. Por tanto, existirán ocho huecos de este tipo en cada celda unidad;
es decir, dos por cadaátomo metálico. Cada hueco ocupa el centro de un tetraedro cuyos vértices coinciden con
los centros de sus átomos vecinos. De acuerdo con la figura, se cumple:

Ri
= 0.225
Rs
Ri = 0.079a
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BCC: Intersticios octaédricos

En la red BCC existen también huecos octaédricos y tetraédricos. La única diferencia radica en que en este caso los huecos
octaédricos no son simétricos; es decir, sus átomosvecinos no se encuentran a igual distancia. Estos huecos octaédricos ocupan
los centros de las caras del cubo y los centros de sus aristas. Por tanto, en cada celda unidad existirán seis huecos (6 en los centros
de las caras compartidos entre dos celdas, y 12 en los centros de las aristas compartidos por cuatro celdas); es decir, tres huecos
por cada átomo presente.
Cada hueco octaédrico en una...