Pratica ciencia de los materiales



PRACTICAS
FUNDAMENTOS DE CIENCIA DE LOS MATERIALES I












FRANCISCO MIGUEL UREÑA BARRAJON
GRADO EN INGENIERIA MECANICA
I. INTERPRETACION DE MICROESTRUCTURAS DE ALEACIONES METALICAS Y CALCULO DE LA CANTIDAD RELATIVA DE LAS FASES


1. Supuesto practico: Aleación Cu-10% P, moldeada en arena.





Debido a la composición esta aleación se denomina hipereutéctica.Cuando se sigue su enfriamiento en el diagrama Cu-P, primero se solidifica, en forma de dendritas, el proeutéctico Cu3P de color blanco homogéneo. En último lugar, al llegar a la temperatura eutéctica, el líquido que resta se transforma en el agregado eutéctico (alpha + Cu3P). En la fase proeutéctica no hay microsegregación por ser un compuesto. En las micrografías aparecen los típicos poros,como era de esperar.








Cantidad relativa de fases:
0,7 10 14


%α =

%Cu3P =


2. Supuesto practico: Aleación Cu-4,5% P, moldeada en arena.





Debido a su composición la aleación es de tipo hipoeutéctica. Siguiendo su enfriamiento desde el líquido se observa que se forma una faseproeutéctica alpha de color verde cobrizo. El carácter dendrítico de esta fase no es fácil de observar, pero los contornos casi circulares y aislados de la fase alpha representan a secciones transversales de brazos dendríticos. También se observa que existe microsegregación, debido al gran intervalo de temperaturas y de composiciones que atraviesa en la región bifásica, que no permite lahomogeneidad de la distribución del fósforo. Este tipo de microsegregación, en forma de capas de una cebolla, se denomina "coring". Al rebasar la línea de transformación eutéctica el líquido aún sin solidificar se ha convertido en el eutéctico, agregado de alpha + Cu3P.



Cantidad relativa de fases:
0,5 4,5 14%α =
%Cu3P =
3. Supuesto practico: Aleación Cu-8,4% P, moldeada en arena.





La composición de esta aleación corresponde aproximadamente a la eutéctica (diagrama). La línea seguida en el enfriamiento es implica que el líquido pasa al eutéctico, a temperatura constante, siguiendo la transformación eutéctica. Por tanto, la estructura resultante estáformada por colonias de eutéctico, formadas por láminas alternadas de alpha Cu y fosfuro de cobre (Cu3 P), de color rojizo y blanco, respectivamente. En las partes donde se encuentran dos colonias la morfología eutéctica parece alterada y de estructura más grosera, denominados "eutécticos divorciados". Además, aparecen unas dendritas de Cu3 P (blanco) que denota que la aleación es ligeramentehipereutéctica. Como era de esperar aparece la presencia de la típica porosidad de estas aleaciones obtenida por moldeo o colada. 


Cantidad relativa de fases:
0,5 8,4 14

%α =
%Cu3P =

4. Supuesto practico: Aleación Al-4% Cu, moldeada en arena.





Se precipitaen primer lugar la fase primaria , que muestra una evidente microsegregación (amplio margen de la zona bifásica e intervalo de temperatura de transformación grande).
A mayor resolución se observa la presencia de una pequeña cantidad del agregado eutéctico ( + ) en forma de laminillas alternadas situado en los límites de grano. Se debe a que el enfriamiento se ha realizadodemasiado rápido, es decir, en condiciones de no-equilibrio, enriqueciéndose el líquido en cobre. Este fenómeno se denomina "quemado" y se considera perjudicial porque puede aparecer líquido al calentar la aleación, a temperaturas más bajas que las esperadas para esta aleación en condiciones de equilibrio. Por último, el enfriamiento rápido hace que de la fase  no haya segregado la fase....