4.-diagramas de fase

7/24/2019 4.-Diagramas de Fase

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Instructor: Ing. Gabriel Orozco

Integrantes: Juan Carlos Almeida

Esteban Benalczar

Andrs Nenjer

E!E


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"

DIAGRAMAS DE FASE

#ase es una regi$n la cual di%ere de

otra &a sea 'or estructura &(ocom'osici$n. )os diagramas de *ase sonre'resentaciones gr%cas de lasregiones +ue se encuentran 'resentes

en los materiales

DIAGRAMAS DE FASE


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,

Informacin de los diagramas de fase)as *ases a di*erentes tem'eraturas-

com'osiciones en condiciones de

en*riamiento lento.Indicar la solubilidad en estado s$lido en

e+uilibrio

/ostrar la tem'eratura en la +ue se 0a

en*riado una aleaci$n- cuando esta em'iezaa solidi%carse & el rango de la tem'eratura enla +ue 0a sucedido este 'roceso.

DIAGRAMAS DE FASE


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1

Diagrama de sustancias puras2na sustancia 'uede e3istir en di*erentes

estado de acuerdo a las condiciones detem'eratura & 'resi$n- como ejem'lotenemos al agua en ebullici$n

PRINCIPI DE END!RECIMIEN"PR DEFRMACI#N $ RECCID


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4

Gr%&co ' Diagrama dee(uili)rio de fasesapro*imado presin +temperatura ,P"- para

el agua pura ,.os e/esdel diagrama seencuentran en parte0distorsionados-1

DIAGRAMAS DE FASE


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E3isten tambin diagramas 'ara otrassustancias como 'ara el 0ierro- aleaciones.

En el caso del 0ierro %gura " e3isten tres*ases s$lidas & distintas: 0ierro al*a 67-0ierro gamma 67 & 0ierro delta 67. )os0ierros & tiene estructuras BCC & el

0ierro es #CC.

DIAGRAMAS DE FASE


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Gra&co 21 Diagrama de e(uili)rio de fases apro*imado presintemperatura ,P"- para el 3ierro puro

DIAGRAMAS DE FASE


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Reglas de fases de gi))s !ermitecalcular el nmero de *ases +ue

coe3isten en e+uilibrio 'ara cual+uiersistema- esta ecuaci$n se llama reglade *ases de Gibbs.

! ; # < C ; "

! < Nmero de *ases +ue coe3isten en unsistema dado.C < Nmero de com'onentes del sistema# < Grados de libertad

DIAGRAMAS DE FASE


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=

En los diagramas utilizados 'ara la ciencia de los materiales sea'licar la ecuaci$n

! ; # < C ; >.

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>?

Sistemas de aleaciones isomorfas)inarias

e considera una aleaci$n de dos metales &a cada uno de estos se los considerainde'endientes- & las aleaciones toman elnombre de isomor*as cuando s$lo e3iste unsolo ti'o de estructura cristalina 'aratodas las com'osiciones.

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>>

Figura 4Diagrama defases de co)re5n6(uel1 El co)re 7el n6(uel tiene

solu)ilidad totaltanto en estadol6(uido comoslido1

DIAGRAMAS DE FASE


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>"

Regla de la palanca1!ara determinar el 'orcentaje en 'esode un 'unto O dentro de la zona

bi*sica- este se lo encuentra &a sea 'ormedio del 'orcentaje de 'eso en *ases$lida o *ase l@+uida del com'onente +uese desee.

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>,

Diagrama de fases )inario de dos metales A 7 8 completamentesolu)les entre s60 a partir del cual se pueden o)tener as ecuaciones

de la regla de la palanca1 A temperatura "0 la composicin de la fasel6(uida es 9l 7 la de fase slida 9s1

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>1

Fraccin en peso de la fase slida =

wlws

wlwoXs

=

DIAGRAMAS DE FASE

Fraccin en peso de la fase lquida =wlws

wowsXl

=


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>4

onde

o < *racci$n en 'eso del 'unto

deseado.l < *racci$n en 'eso en *ase l@+uida.s < *racci$n en 'eso en *ase s$lida.

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>5

Sistema de aleaciones eut:cticas)inarias En algunas aleaciones binarias se'resenta solubilidad limitada como la aleaci$n

!bn- las zonas de restricci$n son al*a & beta6soluciones s$lidas terminales7. )a 'rimera esuna soluci$n rica en !b +ue 'uede disolDer unm3imo de >=." de n a >9,FC mientras+ue la segunda es una soluci$n rica en n &'ude disolDer un m3imo de ".4 de !b a lamisma tem'eratura.

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Diagrama de fases en e(uili)rio P)5Sn1 Este diagrama estacaracteri;ado por la solucin limitada en estado slido de cada faseterminal , 7 -1 .a reaccin in?-1


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>9

REACCIN E!"EC"ICA

DIAGRAMAS DE FASE

A la reacci$n eutctica se la conoce como inDariante-durante la reacci$n eutctica e3isten tres *ases ele+uilibrio - & l@+uida. )a notaci$n de la reacci$n

eutctica del sistema !bn es: 183C

Lquido(61.9% Sn (19.!% Sn " (9#.$%Sn

nfria&ien'o


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>=

)as aleaciones con com'osiciones entre el>= & 5>.= de n se conocen con el

nombre de 0i'oeutcticas- es deciraleaciones +ue contienen menos de lacantidad eutctica de estao. 2na aleaci$n0acia la derec0a de la com'osici$n

eutctica entre 5>.= & =8.4 es unaaleaci$n 0i'ereutctica.

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"?

Sistemas de aleaciones perit:cticas )inarias

)a reacci$n 'eritctica se 'resenta en los diagramas de e+uilibrio com'lejos- 'or lo general si los 'untos de *usi$nson mu& di*erentes- esta reacci$n se nota de la siguiente manera

DIAGRAMAS DE FASE

Lquido "

nfria&ien'o


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">

En la %gura se muestra la reacci$n 'eritctica en un diagrama de*ases de aleaci$n 0ierro n@+uel - e3isten dos *ases s$lidas 6& 7 &una *ase l@+uida. es una soluci$n s$lida de n@+uel BCC & es unasoluci$n s$lida #CC. )a reacci$n 'eritctica se 'roduce cuando laaleaci$n se en*r@a lentamente 'or debajo de la tem'eratura'eritctica +ue en este caso es de >4>8FC & cuando e3iste un

1., de 'eso de n@+uel. Hambin se de%ne el 'unto 'eritcticodonde coe3isten en e+uilibrio las tres *ases 6l@+uido- & 7 & latem'eratura 'eritctica. )a notaci$n de la reacci$n del diagrama

DIAGRAMAS DE FASE


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""

DIAGRAMAS DE FASE

Rgin peritctica del diagrama de fases hierro-nquel. El punto peritctico

esta situado a 4.3% Ni y !"#$ que es punto c


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",

En la reacci$n 'eritctica 6) ; 7 la *ase creada rodea & encasilla la *ase 'rimaria- esto dentro de un en*riamiento

lento.

DIAGRAMAS DE FASE

1$1#C

Lquido ($.)% en peso *i " ().+% en peso de *i ().3% en peso de *i

nfria&ien'o


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"1

DIAGRAMAS DE FASE

Representacin es(uem%tica del desarrollo progresi


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"4

Sistemas monot:cticos )inariosEsta se caracteriza 'or +ue una *ase l@+uida se trans*orma en una *ase s$lida & otra li+uida- se nota de la siguiente*orma:

DIAGRAMAS DE FASE

L1 " L!

nfria&ien'o


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"5

Esta reacci$n se 'roduce en com'osiciones donde los dosl@+uidos no son miscibles 6como el agua & el aceite7 - unareacci$n as@ ocurre en el sistema Cu !b a =44FC & ,5 de !b-este diagrama tiene un 'unto eutctico a ,"5FC & ==.=1 !bes as@ +ue a tem'eratura ambiente se *orman soluciones de !bcon ?.??8 Cu & cobre casi 'uro con ?.??4 !b.

DIAGRAMAS DE FASE


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"8

DIAGRAMAS DE FASE

Diagrama de fases del co)re + plomo1 El rasgo m%s importante deeste diagrama es la reaccin inBC1 En el punto monot:ctico pueden coe*istir ,'? Cu-0 .',=? P)- 7 .2 ,@? P)-1 Engase en cuenta (ue el co)re 7 el plomo


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"9

DIAGRAMAS DE FASE*o&,re de la

reaccin

%cuacin Carac'ers'ica del dia-ra&a de

fase

%u'.c'ica

%u'ec'oide

/eri'.c'ica

/eri'ec'oide

0ono'.c'ica


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"=

Diagramas de fase con fases intermedias/uc0os diagramas de *ases son com'lejos- en los diagramas de *asees necesario 0acer 0inca'i en dos ti'os de soluciones s$lidas las +ueson *ases terminales e intermedias- las 'rimeras se encuentran'resentes en los e3tremos del diagrama de *ase como son & en laCu Ni- mientras +ue las segundas se 'resentan dentro de un rango de

com'osiciones dentro del diagrama de *ases #ig siguiente- en esta%gura & son *ases terminales & - - & son intermedias.

DIAGRAMAS DE FASE


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Elaborado 'or: Ing.aDier nc0ez,?

DIAGRAMAS DE FASE


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,>

Diagramas de fase con compuestos intermediose *orman entre un dos metales o entre un metal & un no metal-como ejem'lo el diagrama /gNi contiene com'uestos intermedios/g"Ni & /gNi"#ig siguiente En este diagrama /gNi"es el com'uestocongruente 6constante7. /ientras +ue /g"Ni es incongruente +ue encondiciones de calentamiento su*re descom'osici$n 'eritctica a

85>FC trans*ormndose en un li+uido & en una *ase /gNi".

DIAGRAMAS DE FASE


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DIAGRAMAS DE FASE

Diagrama de fases magnesio5n6(uel1 En este diagrama 3a7 doscompuestos intermet%licos Mg2Ni 7 MgNi2

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