04 Diagrama De Fases Ii.pptx

Diagrama de fases II Ing. Jaime González Vivas

TIPO II Solubilidad total en estado líquido e insolubilidad total en estado sólido Este diagrama de fases se construye tal como se esquematiza anteriormente.

Técnicamente no existe ningún par de metales que sean totalmente insolubles uno en otro. Sin embargo, en algunos casos la solubilidad es tan limitada que prácticamente pueden considerarse como insolubles.

El punto de intersección de las líneas liquidus, se denomina punto eutéctico. La temperatura correspondiente a este punto, se llama temperatura de solidificación del eutéctico La composición 40%A-60%B, correspondiente a este punto, se conoce como composición eutéctica.

E

Cuando el líquido de composición eutéctica se enfría lentamente hasta la temperatura eutéctica, la fase líquida se transforma simultáneamente en dos fases sólidas. Esta transformación se conoce como reacción eutéctica y se escribe:

temperatur a eutéctica

Líquido enf riamiento

solído A  sólido B

Aleación 1: aleación eutéctica

Aleación 2: aleación hipoeutéctica

Aleación 3: aleación hipereutéctica

a) Microestructura enfriamiento lento Aleación 1

b) Microestructura enfriamiento lento Aleación 2

c) Microestructura enfriamiento lento Aleación 3

Vamos a enfriar la aleación eutéctica que es justamente la que pasa por el punto eutéctico E. En la Fig. vemos como la solidificación se inicia en el punto 2´

donde aparecen unos primeros gérmenes de sólido. Este sólido es B ya que, por una parte A y B son totalmente insolubles en estado sólido y por tanto solidifican por separado, y por otra parte la temperatura de fusión de B es mayor que la de A.

Estos primeros gérmenes de B, al ir creciendo, van absorbiendo el B del líquido que los rodea, que paulatinamente se va enriqueciendo en A (ver Fig. 6.22). Llega un momento en el cual los primeros cristales de B están rodeados por un liquido muy rico en A, por lo que este liquido se transforma en A sólido, que al ir creciendo, absorbe A y enriquece en B al líquido que rodea.

Esta secuencia se repite y se llama la Reacción Eutéctica de forma que obtenemos una mezcla intima de A y de B. En un punto como el 2´´´ se verían trozos de agregado eutéctico flotando, o rodeados de líquido. Es decir la fase matriz es el líquido y la dispersa en eutéctico. Por ultimo, en el punto 2´´ termina la solidificación y se observarían granos de eutéctico.

En la Fig. se representa el agregado eutéctico como láminas alternas de A y de B, pero puede adoptar otras morfologías (Fig.).

Fig. 6.23. Ilustración esquemática de varias estructuras eutécticas: a) laminares, b) varilla, c) globular y d) acicular.

Sistema Al-CuAl2

Sistema Fe – C Eutéctico  - Fe3C

Aleación hipereutéctica Al-Si (Silicio primario)

Aleación hipereutéctica Fe-C (cementita primaria)

Ejemplo

Ejemplo

Para las aleaciones As-15% Au, aleación de composición eutéctica y As-85% Au, Comenzando a 1100 ºC y a intervalos de 50 ºC, hasta 500 ºC, suponiendo que prevalecen condiciones de equilibrio, determinar (a) las fases presentes (b) la composición de cada fase (c) la cantidad de cada fase (d) la microestructura

Tipo III : Totalmente soluble al estado líquido y parcialmente solubles al estado sólido

Solvus: líneas llamadas curvas de solubilidad, indican la solubilidad máxima (solución saturada) de B en A (solución ) o de A en B (solución ) en función de la temperatura. El punto E, como en el tipo II, es el punto eutéctico Reacción eutéctica:

temperatur a eutéctica

Líquido enf riamiento

solución sólida   solución sólida 

Endurecimiento por dispersión Consideraciones para tener un endurecimiento efectivo por dispersión: (a) La fase precipitada debe ser dura y discontinua, (b) las partículas de la fase dispersa deben ser pequeñas y numerosas, (c) las partículas de la fase dispersa deben ser redondas y no aciculares y (d) mayores cantidades de la fase dispersa aumentan el endurecimiento.

a) Aleaciones de solución sólida

b) Aleaciones que rebasan el límite de solubilidad

c) Aleaciones hipoeutécticas

d) Aleación eutéctica