Diagrama de fase

Diagrama de fase

1. Diagrama de fase de sustancia pura

   • En una sustancia pura como el agua, hierro ,etc
     • Fases
       • solida, líquida, gaseosa
         • condiciones
           • presión y temperatura

2. Regla de las fases de Gibbs

   • Calcular el numero de fases en el sistema
     • P+F=C+2
       • P=número de fases que coexiste en un sistema
         • C=número de componentes del sistema
           • F=grados de libertad
             • Los grados de libertad es el numero de variables (presión temperatura y composición)
               • se los puede cambiar sin alterar el estado de las fases en equilibrio

3. Sistema de Aleaciones Isomorfas Binarias

   • Mezcla de dos metales
     • Sistema de dos componentes
   • sistemas isomorfos
     • los dos elementos son solubles en estado solido y liquido
       • un solo tipo de estructura cristalina
       • El tamaño de los átomos no deben diferir en mas de 15 por 100
       • No deben formar compuestos entre si
       • Elementos de misma valencia
       • no debe haber diferencias apreciables entre electronegatividades
       • Todas estas son las Reglas de Hume Rothery
       • ejemplo:aleación binaria sistema cobre- níquel

4. Curvas de enfriamiento

   • para determinar temperaturas de transición de las fases
     • se obtiene al registrar la temperatura de un material
       • y compararla con el tiempo a medida que se enfría desde una temperatura en la cual se funde
         • mediante solidificación y, finalmente, a temperatura ambiente

5. Regla de la palanca

   • Calcular el porcentaje en peso de las fases en las regiones bifásicas
     • Se considera un sistema en donde los dos elementos son solubles entre si
       • Sea x la composición de la aleación y w0 la fracción en peso de B en A.
         • Las ecuaciones de la regla de la palanca se obtienen usando los balances de peso. Al sumar la fracción de peso de la fase líquida, Xl, y la fracción de peso la fase sólida, Xs, las cuales deben ser igual a 1
         • Una segunda ecuación para la deducción de la regla de la palanca se obtiene por balance de peso de B en la aleación como un todo y la suma de B en las dos fases por separado. Considérese 1 g de la aleación y efectúese el balance de peso

6. Solidificación fuera del equilibrio de las aleaciones

   • Las microestructuras de piezas recién fundidas procedentes de aleaciones solidificadas lentamente tienen en general una estructura con gradiente de concentraciones
   • Las microestructuras recién fundidas tienen, en su mayoría, estructuras con gradiente de concentraciones en algún grado, y, por tanto, tienen gradientes de composición
     • El tratamiento térmico de homogeneización se debe realizar a una temperatura menor que la del sólido que funda más bajo en la aleación fundida o, de otra forma, la aleación se fundiría. Para homogeneizar la aleación 70% Ni-30%

7. Sistema de aleaciones binarias eutécticas

   • Muchos sistemas de aleaciones binarias tienen componentes que presentan solubilidad sólida limitada de un elemento en otros como
     • Las regiones de solubilidad sólida restringida en cada extremo del diagrama Pb-Sn se designan como fases alfa y beta, y se denominan soluciones sólidas terminales, ya que aparecen al final del diagrama
       • A medida que la temperatura disminuye por debajo de 183°C, la solubilidad sólida má xima de los elementos solutos disminuye siguiendo las líneas de solvus del diagrama de fases Pb-Sn.
         • Hay una aleación compuesta conocida como composición eutéctica, la cual solidifica a temperatura más baja que todas las demás composiciones
           • la mínima temperatura a la cual la fase líquida puede existir cuando se enfría lentamente, es la llamada temperatura eutéctica
             • En una reacción binaria eutctica las dos fases sólidas puede tener varias morfologías

8. Sistemas binarios monotécticos

   • Reacción invariante de tres fases que se presentan en algunos diagramas de fase binarios
     • es reacción monotéctica
       • En la cual la fase liquida se transforma en fase solida y en otra liquida como enfriamiento cooling
         • dos líquidos son inmiscibles como agua y aceite
           • Constituyen fases individuales
             • Ocurre en el sistema cobreplomo

9. Reacciones invariantes

   • Las reacciones eutéctica y la eutectoide son similares en el hecho de que se forman dos fases sólidas por enfriamiento a partir de una fase

10. Diagramas de fases con fases y compuestos intermediarios

    • En los diagramas de fases se distinguen dos tipos de soluciones sólidas: fases terminales y fases intermedias
      • Las fases terminales en solución sólida se presentan al final del diagrama y en los límites de los componentes puros
        • Las fases intermedias no están restringidas a los diagramas de fases metálicos binarios
          • Si el compuesto intermedio se forma de dos metales, el material resultante es un material cristalino denominado compuesto intermetálico
            • El diagrama de fase Mg-Ni contiene compuestos intermediarios que están enlazados en forma metálica con composiciones fijas y estequiometrías

11. Diagrama de fases ternarios

    • Se construyen utilizando un triangulo equilátero como base
      • Se representa con el componente puro en cada extremo en triángulo
        • Se construyen usualmente a una presión constante de 1 atm
          • La temperatura se presenta de manera uniforme se llama sección isitérmica

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