TEMA 11:ALEACIONES

Tipos de Aleaciones

Diagramas de Fase– ¿Cuantas Fases Tenemos?– ¿Cuál es la composición de cada fase? – ¿Qué cantidad hay de cada fase?

Diagrama de Fases con Eutéctico

Microestructura de una Aleación con Eutéctico

Diagrama Fe-Cementita– Reacciones invariantes

– Acero Eutectoide

– Acero hipoeutectoide

– AceroHipereutectoide

Tipos de AleacionesClasificación:

Aleaciones homogéneas: son mezclas homogéneas en las que los componentes están uniformemente dispersos. Los átomos del soluto componente minoritario) se distribuyen al azar entre los átomos del disolvente (componente mayoritario).

Disoluciones sólidas de sustitución: Los átomos del soluto ocupan posiciones del disolvente.

Disoluciones sólidas intersticiales: Los átomos de soluto ocupan posiciones intersticiales de la red.

Compuestos intermetálicos: son aleaciones homogéneas que tienen propiedades y composición definidaEj: latón-β(CuZn), duralumino (CuAl2), Ni3Al, Cr3Pt], cementita (CFe3)

Aleaciones heterogéneas: Son aleaciones en las que los componentes no están uniformemente dispersos. Las propiedades de estas aleaciones dependen no sólo de la composición sino de la manera en que se ha formado el sólido.

Tipos de Aleaciones

Diagramas de Fase

Un diagrama de fase permite describir las fases presentes en una sustancia en función de variables termodinámicas.

En las aleaciones metálicas son usuales los diagramas T vs. Composición a P=cte

El diagrama de fases se obtiene en condiciones de enfriamiento y calentamiento muy lentas.

Información que se puede obtener a partir de un diagrama de fases:

¿Cuántas fases obtenemos?

¿Cuál es la composición de cada fase?

¿Qué cantidad hay de cada fase?

¿Cuantas Fases Tenemos?Sistema isomorfo con solubilidad total, tanto en el estado sólido como en el estado líquido

Líquidus

Solidus

Fase Líquida (L)

Fase sólida (α)

α+ L

T(ºC)

Fase líquida + Fase sólidaFase líquida (L)

Fase sólida (α)

tiempo

T (ºC)Ni (L)

L

L

Cu (L)

S + L Ni (S)

α

α

Cu (s)

α + L

α + L

S + L

Tf (Ni)

Tf (Cu)

T1(L)

T3 (L)

T4(S)

T2(S)

T1(L)

T2(S)

T3 (L)

T4(S)

Cu WNi (%) Ni

L

α

α

α+ L

α+ L

Líquidus

Solidus

Fase Líquida (L)

Fase sólida (α)

α+ L

α+ L

T(ºC)

Cu – Ni (Solubilidad Total)

¿Cuál es la composición de cada fase? ¿Qué cantidad hay de cada fase?

Ws = 1 – 0,68

CL= 31,5 % Ni

CS= 42,5 % Ni

Liquido

Sólido Heterogéneo

W (Sn) (%)Cu

Eutéctico w (Sn) = 61,9 %

α = aleación sólida sutitucional

Disolvente = Cu

Soluto = Sn

Sn

β = aleación sólida sutitucional

Disolvente = Sn

Soluto = cu

Diagrama de Fases con Eutéctico

Diagrama de Fases con Eutéctico

Micrografía de la aleación Sn-Pb de 61,9 % de Sn

Micrografía de la aleación Sn-Pb de 61,9

% de Sn

SnCu W (Sn) %

TE = 183 ºC L (61,9 %(Sn) α (18,3 % Sn) + β (97,8 % Sn)Reacción Eutéctica

Cu SnW(Sn) %

eutécticoeutéctico

pre-eutéctico

Microestructura de una Aleación con Eutéctico

Microestructura eutéctica

Hipoeutectico Co = 40 %Sn Hipereutectico Co = 80 %Sn

Eutéctico Co=61,9 % Sn

Microestructura de una Aleación con Eutéctico

Formas alotrópicas del Fe:

Fe α (BCC) hasta 912 ºC

Fe γ (FCC) 912 ºC – 1394 ºC

Fe δ (BCC) 1394 ºC – 1538 ºC

Aleaciones Sólidas Terminales:

•Ferritas α y γ

•Austenita

•Cementita

Diagrama Fe-Cementita

Eutéctica:

L (4,30%C) → Austenita (2,11 %C) + Fe3C

Peritéctica: Ferrita δ (0,09 %C) + L (0,53 %C) → Austenita (0,17 %C)

Reacciones Invariantes en enfriamiento

Eutectoide: Austenita (0,77% C) → Ferrita α (0,022 %C) +Fe3C

Eutectoide: Austenita (0,77% C) → Ferrita α (0,022 %C) +Fe3C

Perlita

●

●

Acero Eutectoide

Austenita

●

●

●

AustenitaAustenita

Austenita + Ferrita α

Ferrita α + perlita

Acero Hipoeutectoide

●

●

●

Acero Hipereutectoide

●

●

●

Austenita

Austenita + cementita (Fe3C)

Ferrita α + Perlita