DIAGRAMA DE FASES ( ALEACIÓN BINARIA CON EUTÉCTICO)

Diagrama de Fase Binario: Conceptos Clave

Introducción al Diagrama de Fase

• Se presenta un diagrama de fase binario que involucra dos metales, donde las sustancias son completamente miscibles en estado líquido e insolubles en estado sólido.

• El eje Y del diagrama representa las temperaturas, con la temperatura de fusión de cada metal en los extremos.

Estructura del Diagrama

• El diagrama se divide en cuatro áreas principales; la línea superior indica el estado líquido y la línea horizontal representa el estado sólido.

• La composición eutéctica se forma a partir de cristales alternados de ambos metales, con un punto fijo y una temperatura específica.

Composición y Fases

• En la parte superior del diagrama hay una sola fase líquida; al disminuir la temperatura, se forman dos fases: líquido más cristales.

• Las diferentes áreas indican combinaciones específicas: líquido más cristales del metal A, composición eutéctica más cristalización, etc.

Ejemplo Práctico

• Un ejemplo muestra cómo al disminuir la temperatura desde el punto eutéctico se comienzan a formar cristales del metal A.

• Se visualizan microestructuras formadas por capas alternadas de los metales involucrados.

Análisis Detallado

• Se discute cómo varía la microestructura dependiendo de las proporciones iniciales y temperaturas aplicadas.

• Al bajar por debajo del punto eutéctico, se observa un aumento en los cristales formados a partir del metal A.

Ejercicio Práctico sobre Aleaciones

Planteamiento del Problema

• Se plantea un ejercicio con dos metales que tienen puntos de fusión específicos (350°C y 520°C), solubles en estado líquido e insolubles en sólido.

Determinación de Fases

• Para una aleación que contiene 73% del primer metal, se deben determinar las fases y composiciones a diferentes temperaturas (450°C, 350°C, 250°C, 150°C y 50°C).

Interpretación Gráfica

Fases de una Aleación Binaria

Composición y Fases a Diferentes Temperaturas

• En el punto 1, se establece que hay una sola fase líquida con una composición del 73% de un componente y 27% del otro, formando así una aleación binaria.

• Al llegar al punto 2 (350 grados Celsius), se forman los primeros cristales en la base de la línea de líquidos, manteniendo la misma composición del líquido: 73% y 27%.

• En este punto, se confirma que existen dos fases: una fase líquida con las mismas composiciones anteriores y los primeros cristales formados.

• En el punto 3, coexisten ambas fases; la fase líquida tiene aproximadamente un 56% del primer componente y un 44% del segundo.

• La fase sólida está compuesta por cristales formados a partir de la mezcla anterior.

Cálculo de Porcentajes de Fases

• Se utiliza la regla de la palanca para determinar los porcentajes de cada fase. Esto implica calcular las distancias relativas entre las líneas correspondientes en el diagrama.

• El porcentaje de fase sólida se calcula como (73 - 56)/100, resultando en aproximadamente un 38.8% para esta fase.

• Para la fase líquida, se aplica un cálculo similar obteniendo alrededor del 61.4%, considerando también las proporciones inversas.

Comportamiento a Temperaturas Más Bajas

• En el punto 4 (150 grados Celsius), no hay líquido presente; solo existe una composición sólida con cristales que contienen un 73% y un 27%.

• Los cristales en este estado tienen una nueva composición aproximada del 40% del primer componente y el resto correspondiente al segundo.

Estructura Alternada en Puntos Críticos