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Departamento de Tecnología. IES Nuestra Señora de la Almudena Mª Jesús Saiz
EJERCICIOS TEMA 3: DIAGRAMAS DE
EQUILIBRIO
Ejercicio PAU Septiembre 2013/2014
Diagrama de fases de la aleación Cu-Ni
a) A la vista del diagrama podemos decir que se trata de una aleación totalmente
soluble en estado líquido y totalmente soluble en estado sólido.
b) El cobre tiene una temperatura de solidificación de 1100ªC y el Níquel de
1450ºC.
La aleación 65% de Cu y 35% de Ni está en estado líquido hasta alcanzar la
temperatura de 1300ºC.
En el intervalo de 1300ºC - 1200ºC ocurre el proceso de solidificación. En este
intervalo coexisten 2 fases (líquida y sólida).
Con temperaturas menores de 1200ºC toda la aleación está en estado sólido,
formándose una sola fase sólida donde el cobre y el niquel están totalmente
mezclados.
c) Para calcular la cantidad o proporción de cada fase aplicamos la regla de los
segmentos inversos
Wlíquido =
100 (%) =
100 = 60 %
Wsólido =
100 (%) =
100 = 40 %
Línea de
sólido
LÍQUIDO L
Línea de
liquido
Línea de
solidus
Línea de
solido
SÓLIDO Cu-Ni
L + SÓLIDO
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Ejercicio PAU Modelo 2010/2011
Diagrama de fases
de la aleación AB
Se trata de una aleación totalmente soluble en estado líquido e insoluble en estado
sólido.
a) El eutéctico tiene una composición de 60% de A y 40% de B y solidifica a
800ºC.
b) Metal A puro:
El metal A puro (0% de B) está en estado líquido a temperaturas
superiores a 1200ºC.
A 1200ºC solidifica, en ese punto pasa de estado líquido a estado sólido
con una composición 100% de A
Por debajo de 1200ºC todo el metal es sólido A (100%A)
c) Aleación 80% A – 20% B
A Temperaturas superiores a 1000ºC, toda la aleación está en estado
líquido (una sola fase) y su composición es líquido 80% A – 20% B
De 1000ºC a 800ºC es el intervalo de solidificación. En este intervalo
coexisten dos fases, la fase líquida y la fase sólida. La fase líquida está
compuesta por los componentes A y B, y la fase sólida es metal 100% A.
La fase líquida va empobreciéndose en A al ir descendiendo la
temperatura.
Al llegar a los 800ºC todo el líquido que queda solidifica con la
composición del eutéctico (60% de A y 40% de B)
Tenemos dos fases: la fase sólida A primaria (sólido A que se formó de
1000º a 800ºC) y la fase sólida eutéctica A-B.
La composición total es 80% A y 20% B
Eutéctico)
1000
SÓLIDO A+B
LÍQUIDO L
L + SÓLIDO B L + SÓLIDO A
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Ejercicio PAU Septiembre 2006/2007
Diagrama de fases
de la aleación AB
Se trata de una aleación totalmente soluble en estado líquido y soluble en estado
sólido.
a) Aleación 20% A – 80% B
Temperatura de inicio del proceso de solidificación = 1400ºC
Temperatura de fin del proceso de solidificación = 1350ºC
Aleación 60% A – 40% B
Temperatura de inicio del proceso de solidificación = 1275ºC
Temperatura de fin del proceso de solidificación = 1200ºC
b) A 1300ºC
De 0 a 45% B la aleación está totalmente en estado líquido.
Y de 69% a 100% B la aleación es totalmente sólida
c) Aleación 50% A – 50% B a 1300ºC
Hay 2 fases: una fase líquida y otra fase sólida
Para hallar la composición de la fases líquida y sólida, utilizamos la
regla de la horizontal:
Composición de la fase líquida = 55 % A y 45 % B
Composición de la fase sólida = 31 % A y 69 % B
Para hallar la cantidad de cada fase, utilizamos la regla de los
segmentos inversos:
Wlíquido =
100 (%) =
100 = 79,2%
Wsólido =
100 (%) =
100 = 20,8%
Línea de
sólido
1350
1400
s
l
69 45
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Ejercicio PAU Junio 2004/2005
Curvas de enfriamiento de una aleación de metales A-B completamente soluble en estado
líquido e insoluble en estado sólido.
a) La aleación eutéctica es aquella que sólo tiene una temperatura de solidificción y no un intervalo. Y además es la aleación de menor temperatura de fusión o solidificación. Por tanto la aleación eutéctica es la aleación III (40%A - 60%B) y su temperatura de solidificación es 600ºC
b)
c) Primero hayamos las cantidades totales de A y B, en el punto : 80% de A y 20% de B. Luego calculamos las cantidades en el eutéctico: 40% de A y 60% de B Y comparamos las cantidades que corresponden al eutéctico Resolviendo la cantidad de A eutéctico es X = 13,3 %
Aeutéctico Beutéctico
Eutéctico 40 60
Punto c x 20
Tª
%B 0
20 60
80
600
700
900
1000
1000
800
LÍQUIDO L
SÓLIDO A+B
Línea de liquido
Línea de solido
40 100
L + SÓLIDOB
Aleación eutéctica
Aleación
hipereutéctica
Aleación
hipoeutéctica
L + SÓLIDOA
En el punto c se compara la cantidad de B, puesto que es todo de procedencia eutéctica