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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 W líquido = 100 (%) = 100 = 60 % W sólido = 100 (%) = 100 = 40 % LÍQUIDO L Línea de liquido Línea de solido SÓLIDO Cu-Ni L + SÓLIDO

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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

%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