Diagramas de Fases

Diagramas de Fases

Diagramas de fases son representaciones gráficas temperatura vs. composición a presión constante, que permiten conocer:

- las fases presentes para cada temperatura y composición

- solubilidades a diferentes temperaturas de un componente en otro

- temperatura de solidificación, etc.

Los diagramas de fases se construyen a partir de datos experimentales de Análisis Térmico diferencial (ATD), observación metalográfica y difracción de rayos X.

Regla de las fases (Gibbs)

FASES + GRADOS DE LIBERTAD = COMPONENTES + 2

( si la presión se mantiene constante F + L = C + 1 )

Clasificación simplificada de los diagramas de fases en metales

Solubilidad total en estado líquido

- solubilidad total en estado sólido

presentan únicamente líneas de líquidus y sólidus, forman soluciones sólidas substitucionales

solubilidad total en estado sólido

Reglas de Hume - Rothery (para que dos metales formen soluciones sólidas substitucionales)

deben cristalizar en el mismo sistema

tener idéntica valencia

igual carácter electroquímico

diámetros atómicos que no difieran en más del 15%

- insolubilidad total en estado sólido

- aparición de un punto invariante (eutéctico E)

- transformación eutéctica: Líquido--> Sólido A + Sólido B

- la curva de enfriamiento de una composición eutéctica sigue el mismo patrón que la de un metal puro

- el eutéctico presenta una morfologia característica

transformación eutéctica

- solubilidad parcial en estado sólido

- líneas de solvus

- soluciones sólidas terminales

- en aleaciones que presentan soluciones sólidas terminales en que disminuye la solubilidad en estado sólido con la temperatura puede producirse un endurecimiento por precipitación y posterior envejecimiento (ej. Al-Cu)

solubilidad parcial en estado sólido

Diagramas con fases intermedias

Las fases intermedias se representan como líneas verticales en los diagramas de fases porque suelen tener un pequeño intervalo de composición lo que conduce a compuestos con fórmula química definida (ej. Mg2Sn). Si presentan un intervalo de composición suele tratarse de compuestos electrónicos (que se represntan por una letra griega). Las fases intermedias tienen puntos de fusión superiores a los de los dos metales.

Reacción peritéctica: Líquido + Sólido 1 --> Sólido 2

el sólido 2 suele ser una fase intermedia.

reacción peritéctica

Reacción monotéctica se presenta cuando los metales son sólo parcialmente solubles en estado líquido: Líquido 1 --> Líquido 2 + Sólido

reacción monotéctica

Otras reacciones invariantes

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