DIAGRAMA DE FASESDIAGRAMA DE FASES

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAREPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERIDAD NACIONAL EXPERIMENTA POLITECNICA DE LA FUERZA ARMADAUNIVERIDAD NACIONAL EXPERIMENTA POLITECNICA DE LA FUERZA ARMADAUNEFA-NUCLEO PUERTO CABELLOUNEFA-NUCLEO PUERTO CABELLO

INGENIERIA MECANICAINGENIERIA MECANICAELEMENTOS DE CIENCIAS DE LOS MATERIALESELEMENTOS DE CIENCIAS DE LOS MATERIALES

ANGELES VICTORANGELES VICTOR ARJONA JOSE ARJONA JOSE FIGUEREDO WILLIANFIGUEREDO WILLIAN MALPICA RONNY MALPICA RONNY PEREZ CARLOSPEREZ CARLOS

PUERTO CABELLO, MARZO DE 2008PUERTO CABELLO, MARZO DE 2008

DIAGRAMA DE FASESDIAGRAMA DE FASESINTRODUCCIONINTRODUCCION

• LAS PROPIEDADES DE UN MATERIAL LAS PROPIEDADES DE UN MATERIAL DEPENDEN AMPLIAMENTE DEL TIPO, NÚMERO, DEPENDEN AMPLIAMENTE DEL TIPO, NÚMERO, CANTIDAD Y FORMA DE LAS FASES CANTIDAD Y FORMA DE LAS FASES PRESENTESPRESENTES

• ES ESENCIAL CONOCER:ES ESENCIAL CONOCER: – LAS CONDICIONES BAJO LAS CUALES LAS CONDICIONES BAJO LAS CUALES

EXISTEN ESTAS FASESEXISTEN ESTAS FASES – LAS CONDICIONES BAJO LAS CUALES LAS CONDICIONES BAJO LAS CUALES

OCURRIRÁ UN CAMBIO EN LA FASEOCURRIRÁ UN CAMBIO EN LA FASE • ES NECESARIO ESPECIFICAR TRES VARIABLES ES NECESARIO ESPECIFICAR TRES VARIABLES

INDEPENDIENTES: TEMPERATURA, PRESIÓN Y INDEPENDIENTES: TEMPERATURA, PRESIÓN Y COMPOSICIÓNCOMPOSICIÓN

DIAGRAMA DE FASESDIAGRAMA DE FASESINTRODUCCIONINTRODUCCION

• FASE DE UN MATERIAL, ES UNA PARTE FASE DE UN MATERIAL, ES UNA PARTE HOMOGÉNEA DEL MISMO QUE DIFIERE DE HOMOGÉNEA DEL MISMO QUE DIFIERE DE LAS DEMÁS EN SU COMPOSICIÓN, ESTADO LAS DEMÁS EN SU COMPOSICIÓN, ESTADO O ESTRUCTURA O ESTRUCTURA

• AL CONJUNTO DE LAS AL CONJUNTO DE LAS REPRESENTACIONES DE LOS ESTADOS REPRESENTACIONES DE LOS ESTADOS POSIBLES SE DENOMINA DIAGRAMA DE POSIBLES SE DENOMINA DIAGRAMA DE FASES FASES

• TAMBIÉN CONOCIDOS COMO DIAGRAMAS TAMBIÉN CONOCIDOS COMO DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO O CONSTITUCIONALESDE EQUILIBRIO O CONSTITUCIONALES

DIAGRAMA DE FASESDIAGRAMA DE FASESINTRODUCCIONINTRODUCCION

• ES UNA REPRESENTACIÓN ES UNA REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE UN SISTEMA DE GRÁFICA DE UN SISTEMA DE ALEACIÓN.ALEACIÓN.

• DEBERÁ MOSTRAR LAS DEBERÁ MOSTRAR LAS RELACIONES ENTRE LAS FASES RELACIONES ENTRE LAS FASES BAJO CONDICIONES DE BAJO CONDICIONES DE EQUILIBRIO (EN LAS CUALES NO EQUILIBRIO (EN LAS CUALES NO HABRÁ CAMBIO CON EL TIEMPOHABRÁ CAMBIO CON EL TIEMPO))

DIAGRAMA DE FASESDIAGRAMA DE FASESINTRODUCCIONINTRODUCCION

• LOS DIAGRAMAS DE FASE SON UNA LOS DIAGRAMAS DE FASE SON UNA HERRAMIENTA EXTREMADAMENTE IMPORTANTE HERRAMIENTA EXTREMADAMENTE IMPORTANTE PARA ENTENDER EL DESARROLLO Y PARA ENTENDER EL DESARROLLO Y CARACTERÍSTICAS DE LA MICROESTRUCTURA DE CARACTERÍSTICAS DE LA MICROESTRUCTURA DE LAS ALEACIONES, QUE, CÓMO SABEMOS, ESTÁ LAS ALEACIONES, QUE, CÓMO SABEMOS, ESTÁ RELACIONADA CON LAS PROPIEDADESRELACIONADA CON LAS PROPIEDADES

• RESPONDEN BÁSICAMENTE A LA PREGUNTA RESPONDEN BÁSICAMENTE A LA PREGUNTA ¿QUÉ MICROESTRUCTURA PRESENTA UNA ¿QUÉ MICROESTRUCTURA PRESENTA UNA ALEACIÓN PARA UNA TEMPERATURA Y ALEACIÓN PARA UNA TEMPERATURA Y COMPOSICIÓN DETERMINADAS?COMPOSICIÓN DETERMINADAS?

• AUNQUE SE CORRESPONDEN CON ESTADOS DE AUNQUE SE CORRESPONDEN CON ESTADOS DE EQUILIBRIO, A PARTIR DE ELLOS SE PUEDE EQUILIBRIO, A PARTIR DE ELLOS SE PUEDE PREDECIR EL COMPORTAMIENTO FUERA DE ÉSTEPREDECIR EL COMPORTAMIENTO FUERA DE ÉSTE

DIAGRAMA DE FASESDIAGRAMA DE FASES CONDICIONES MÁS IMPORTANTES Y POSIBLES DE EQUILIBRIO CONDICIONES MÁS IMPORTANTES Y POSIBLES DE EQUILIBRIO

ENTRE FASES EN ALEACIONES BINARIASENTRE FASES EN ALEACIONES BINARIAS

• Componentes completamente soluble en estado líquido:Componentes completamente soluble en estado líquido:– Completamente solubles en estado sólido (Tipo I);Completamente solubles en estado sólido (Tipo I);– Insolubles en estado sólido: la reacción eutéctica (Tipo II);Insolubles en estado sólido: la reacción eutéctica (Tipo II);– Parcialmente solubles en estado sólido: la Reacción eutéctica Parcialmente solubles en estado sólido: la Reacción eutéctica

(Tipo III);(Tipo III);– Formación de una fase intermedia de fusión congruente (Tipo Formación de una fase intermedia de fusión congruente (Tipo

IV);IV);– La reacción Peritéctica (Tipo V).La reacción Peritéctica (Tipo V).

• Componentes parcialmente solubles en estado líquido: la reacción Componentes parcialmente solubles en estado líquido: la reacción monotéctica (tipo VI)monotéctica (tipo VI)

• Componentes insolubles en estado líquido e insoluble en estado Componentes insolubles en estado líquido e insoluble en estado sólido (Tiempo VII).sólido (Tiempo VII).

• Transformaciones en estado sólido:Transformaciones en estado sólido:– Cambio alotrópico;Cambio alotrópico;– Orden y desorden;Orden y desorden;– La reacción eutectoide,La reacción eutectoide,– La reacción peritectoide.La reacción peritectoide.

DIAGRAMA DE LOS METALES COMPLETAMENTE DIAGRAMA DE LOS METALES COMPLETAMENTE SOLUBLES EN LOS ESTADOS LIQUIDO Y SÓLIDOSOLUBLES EN LOS ESTADOS LIQUIDO Y SÓLIDO

DIAGRAMA DE LOS METALES COMPLETAMENTE SOLUBLES EN LOS ESTADOS LIQUIDO Y SÓLIDO

DIAGRAMA DE FASESDIAGRAMA DE FASESCONSTRUCCIONCONSTRUCCION

LOS DATOS PARA CONSTRUIR LOS DATOS PARA CONSTRUIR DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO SE DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO SE DETERMINAN EXPERIMENTALMENTE DETERMINAN EXPERIMENTALMENTE POR DIVERSOS MÉTODOS, ENTRE POR DIVERSOS MÉTODOS, ENTRE LOS CUALES LOS MÁS COMUNES LOS CUALES LOS MÁS COMUNES SON:SON:

• ANÁLISIS TÉRMICOSANÁLISIS TÉRMICOS• MÉTODOS METALOGRÁFICOSMÉTODOS METALOGRÁFICOS• DIFRACCIÓN DE RAYOS XDIFRACCIÓN DE RAYOS X

REGLA DE LA COMPOSICION REGLA DE LA COMPOSICION QUIMICA DE LAS FASESQUIMICA DE LAS FASES

• A y B: SOLUBILIDAD A y B: SOLUBILIDAD TOTALTOTAL

• X: COMPOSICION DE X: COMPOSICION DE LA ALEACIONLA ALEACION

• Wo: % DE B EN AWo: % DE B EN A• T: TEMPERATURA DEL T: TEMPERATURA DEL

SISTEMASISTEMA• LOS (recta): ISOTERMALOS (recta): ISOTERMA

• % fase sólida=% fase sólida=

• % fase liquida=% fase liquida=

LS

LO

WW

WW

LS

OS

WW

WW

REGLA DE LA COMPOSICION QUIMICA DE LAS FASES

REGLA DE LA COMPOSICION REGLA DE LA COMPOSICION QUIMICA DE LAS FASESQUIMICA DE LAS FASES

• Ejemplo:      Una aleación de cobre - níquel contiene 47% en peso de Cu Ejemplo:      Una aleación de cobre - níquel contiene 47% en peso de Cu y 53% de Ni y está a 1.300 °C. Utilizando la siguiente figura responder lo y 53% de Ni y está a 1.300 °C. Utilizando la siguiente figura responder lo siguiente:siguiente:

• (a)(a) ¿Cuál es el porcentaje en peso de cobre en las fases sólida y ¿Cuál es el porcentaje en peso de cobre en las fases sólida y líquida a esta temperatura?líquida a esta temperatura?

• (b)(b) ¿Qué porcentaje en peso de la aleación es líquida, y qué ¿Qué porcentaje en peso de la aleación es líquida, y qué porcentaje es sólida?porcentaje es sólida?

• Solución: Solución: • a)a) % Cu en fase líquida:% Cu en fase líquida: 55% Cu 55% Cu • % Cu en fase sólida:% Cu en fase sólida: 42% Cu 42% Cu

• Xs = ( wO – wl ) / ( ws – wl )Xs = ( wO – wl ) / ( ws – wl )

• b) Para el Niquel: wo = 53%b) Para el Niquel: wo = 53% wl = 45%wl = 45% ws = 58% ws = 58% • Xs = ( 53 – 45 ) / ( 58 – 45 ) = 0,62Xs = ( 53 – 45 ) / ( 58 – 45 ) = 0,62• Xl = ( ws – w0 ) / ( ws – wl ) = ( 58 – 53 ) / ( 58 – 45 ) = 0,38 Xl = ( ws – w0 ) / ( ws – wl ) = ( 58 – 53 ) / ( 58 – 45 ) = 0,38

¡ Muchas Gracias por su¡ Muchas Gracias por suAtención !Atención !