Problemas de aleaciones-Enunciados

CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES
BOLETÍN Nº2: ALEACIONES

1. El bismuto (punto de fusión 271°C) y el cadmio (punto de fusión 321°C) se supone que
son totalmente solubles en estado líquido y totalmente insolubles en estado sólido,
formando un eutéctico a 143,3°C con un contenido en cadmio de un 40%. Se pide:
a) Dibujar a escala el diagrama de equilibrio de este sistema, indicando sobre éllos
nombres de todos los puntos, líneas y zonas.
b) Dada una aleación compuesta de un 70% de cadmio, indicar:
b.1.- Temperatura inicial de solidificación.
b.2.- Temperatura final de solidificación.
b.3.- Composición química y cantidades relativas de las fases presentes a una
temperatura 40°C por debajo de la inicial de solidificación.
2. El platino y el oro son totalmente solubles tanto enestado sólido como en el líquido.
El punto de fusión del platino es 1773,8°C y el del oro 1062,7°C. Una aleación formada
por un 40% de oro comienza a solidificar a 1598,8°C dando cristales con una
concentración en oro del 15%. Otra aleación con un contenido en oro del 70%
comienza a solidificar a 1398,8°C formándose cristales con un 37% de oro. Se pide:
a) Dibujar a escala el diagrama deequilibrio del sistema, indicando sobre él los
nombres de todos sus puntos, líneas y zonas.
b) Dada una aleación compuesta por un 70% de Au indicar :
b.1.- Temperatura inicial de solidificación.
b.2.- Temperatura final de solidificación.
b.3.- Composición química y cantidades relativas de las fases presentes a 1334°C.
b.4.- Dibujar la curva de enfriamiento para dicha aleación.
3. Un metalhipotético A de punto de fusión 1750°C, disuelve a la temperatura de 1180°C
el 15% de un metal B de punto de fusión 850°C, formando una solución sólida α. La
composición del liquidus a los 1180°C es de un 70% de B. A 1180°C tiene lugar una
reacción peritéctica entre α y el líquido restante, formándose una solución sólida β
que contiene un 55% de A. La solubilidad a 800°C de B en A es del 10% y la deA
en B es del 40%. Se pide:
a) Dibujar el diagrama de equilibrio suponiendo rectas todas las líneas. Indicar los
nombres de todos los puntos, líneas y regiones.
b) Indicar que pasa cuando se produce el enfriamiento lento desde la zona de
líquido de:
b.1.-Una aleación con el 12% de B
b.2.-Una aleación con el 55% de B.
c) Para una aleación del 30% de B y a una temperatura de 500°C,identificar las fases
presentes y calcular la cantidad y composición de las mismas.
Grados de Navales (Ferrol)

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4. El calcio funde a 850°C y el magnesio s 650°C, ambos forman un compuesto químico que
funde a 715°C, que cristaliza en el sistema hexagonal compacto ocupando el magnesio las
posiciones del plano intermedio y los centros de las basesy el calcio el resto de las
posiciones principales. Dicho compuesto forma con el magnesio puro un eutéctico, que
contiene el 16% de calcio a la temperatura de 515°C. La solubilidad del compuesto
químico en el magnesio es del 2% a la temperatura de solidificación del eutéctico y
disminuye con la temperatura hasta hacerse prácticamente nula a la temperatura
ambiente. El magnesio es insolubleen dicho compuesto. El calcio y el compuesto forman
un eutéctico a 445°C con un contenido en calcio del 78% y ambos son insolubles en
estado sólido. Se pide:
a) Calcular la fórmula estequiométrica del compuesto químico.
b) Dibujar el diagrama de equilibrio del sistema Ca-Mg indicando en él las fases y
definiendo todas las líneas, puntos y regiones.
Ejemplo de escala: 1 cm = 10%; 1 cm = 100°Cc) Para una aleación del 91% de Magnesio, calcular los porcentajes de fases y
constituyentes inmediatamente después de finalizada la solidificación.
5. Dos metales muestran solubilidad parcial entre sí. El metal A, con un punto de fusión de
1000º C, puede disolver 30% de B a 500°C y 20% de B a 0°C. El metal B, cuyo punto de
fusión es de 800°C, puede disolver 20% de A a 500°C y 10% de A a...