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LATONES





Z-4 Cu recubierto de Zn por inmersión de Cu en Zn fundido a 550 ºC durante 10 horas.

B-1 (70 % Cu, 30 % Zn, en esto bruto de moldeo).

L-1 (70 % Cu, 30 % Zn en estado recristalizado).

B-4 (65 % Cu, 35 % Zn).

B-3 (60 % Cu, 40 % Zn).

B-5 (50 % Cu, 50 % Zn).

B-9 (50 % Cu, 50 % Zn, deformado en caliente por extrusión).

B-17 (49 % Cu, 51 %Zn).







Basado en las Prácticas de Metalografía elaboradas por el Catedrático Profesor J. A. PERO – SANZ (Cátedras de Metalotecnia de la ETSIMM y ETSIMO).
Revisión de J. O. García y J. I. Verdeja. Abril 2008.


Diagrama Cu-Zn


Los latones son las aleaciones industriales del sistema binario Cu–Zn. No siempre son binarios, puede haber también latones ternarios; pero en todo loque sigue nos vamos a referir a aleaciones que puedan señalarse sobre el sistema binario Cu–Zn. Observando este diagrama, puede verse el conjunto de constituyentes que suelen estar presentes en un latón, a temperatura ambiente, según sea la composición de éste. Los constituyentes suelen ser el constituyente α, el constituyente β, el constituyente γ, el ε o bien el η. Las fases intermedias, es decir,los constituyentes β, γ, ε que aparecen en las zonas medias del diagrama, reciben el nombre de compuestos de Hume–Rothery; y ello porque los constituyentes β, γ y ε corresponden a unas relaciones numéricas (21/14, 21/13, 21/12) señaladas por Hume–Rothery; relaciones que responden al cociente entre el número total de electrones valencia y número total de átomos compartidos en cada uno de losconstituyentes. Por ejemplo, el constituyente β es un compuesto intermetálico de valencia anormal, que tiene una composición estequiométrica aproximada de 50% atómico de cobre y 50% atómico de zinc. Respondería a una fórmula Cu Zn. Pues bien, el número de electrones compartidos por cada Cu Zn sería: 2 electrones que aporta el Zn, un electrón que aporta el Cu dividido por 2 que es el número de átomos.Por consiguiente, la fracción 3/2 es igual a los 21/14 que señalaba Hume–Rothery. El compuesto γ, de composición estequiométrica Cu5Zn8, por un cálculo análogo, responde a los 21/13; y, como ya vimos en clase, el δ o bien el ε darían lugar a esa relación 21/12. En todas aquellas aleaciones en que se presentan compuestos de Hume–Rothery, el β aparece una vez saturada la solución sólida α; y essiempre un compuesto que cristaliza en el sistema cúbico centrado en el cuerpo. El β de los latones, por encima de una cierta temperatura (alrededor de los 460 ºC) se encuentra en estado totalmente desordenado; casi cabría hablar de una solución sólida de sustitución de un metal en otro cúbico centrado en el cuerpo. Sin embargo, recuérdese que no este el caso del Cu ni del Zn. El Cu cristaliza en elcúbico centrado en las caras y el Zn en el sistema hexagonal. El γ, como todos los gammas de las aleaciones que presentan compuestos de Hume–Rothery, no únicamente el Cu–Zn, también lo presentan el sistema Cu–Sn, cuproaluminios, etc., es siempre un compuesto intermetálico duro y frágil. Concretamente, su presencia es lo que limita la posibilidad de ampliar a contenidos superiores en Zn lasaleaciones del sistema binario Cu–Zn. Todas aquellas aleaciones, todos aquellos latones en los que halla γ, son inservibles desde el punto de vista estructural. Por eso, en el diagrama de equilibrio, prácticamente sólo tiene interés lo que ocurre entre 0% de Zn y 50% de Zn.
En la probeta Z–4 hemos querido reunir todos los constituyentes de este sistema binario Cu–Zn, tal como se observarían a temperaturaambiente. Para ello, se ha obtenido la muestra que se presenta para esta práctica micrográfica, mediante inmersión de Cu en Zn fundido a 550 ºC durante un número de horas bastante prolongado (concretamente 10 horas). La permanencia durante estas horas a dicha temperatura, ha dado origen a la difusión del Zn, de átomos del Zn, hacia el interior de la muestra. Observando a 100 × la probeta Z–4,...