MATERIALES INDUSTRIALES I Capitulo 3 Diagramas de Equilibrio Diagrama Hierro Carbono

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Øfases

Ø Aleación metálica: metálica material que tiene propiedades metálicas que esta formado por varios elementos Ej. Acero al carbono ( Fe y C ) , Ac inox ( Fe, C , Cr , Ni) Ø Fase porción fisicamente homogénea: 1.La misma estructura o arreglo atómico 2.La misma composición aprox. 3.Una interfaz definida entre esta y las que la rodean.

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Øfases

a) Las tres formas del agua b) Agua y alcohol solubilidad ilimitada c) Agua y sal solubilidad limitada d) Aceite y agua prácticamente insolubles

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Øsoluciones y solubilidad Solución química = soluto + solvente ( liquidas o sólidas ) Solubilidad es la cantidad de material o componente que se puede disolver sin formar una nueva fase. q Solubilidad total > independiente de las cantidades Condiciones para solubilidad total reglas de Hume-Rothery

1. Atomos o iones tamaño semejante ( radio atómico no mas 15% ) 2. Igual estructura cristalina 3. Los iones deben tener igual valencia 4. Las electronegatividades deben ser similares De no ocurrir 3 y 4 se forman compuestos Compuesto químico > composición fija

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Øsoluciones y solubilidad q Solubilidad limitada En determinados sistemas la solubilidad es limitada como ocurre por ejemplo en el caso de la salmuera Otro caso similar ocurre entre el Cu y el Zn en que la solubilidad aumenta con la temperatura

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Øsolubilidad y soluciones sólidas

a) El Cu y Ni líquidos son totalmente solubles entre sí b) Las aleaciones sólidas CuNi tienen solubilidad total y los átomos ocupan sitios aleatorios c) En las aleac. Cu-Zn con mas de 30% de Zn aparece una segunda fase debido a la solubilidad limitada del Zn en el Cu

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Øenfriamiento del hierro puro

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Ødiagrama de fases solubilidad total

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Ødiagrama de fases Cu Ni

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Øregla de la palanca

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Øregla de la palanca A y B solubilidad total , x composición de la aleación w0 % de B en A , a temperatura T La recta LOS es una isoterma

% de fase solida =

% de fase liquida =

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w 0-

wl

ws -

wl

ws -

wo

ws -

wl

Ødiagrama de fases binario con eutéctico

Solubilidad total en estado liquido e insolubles en estado sólido

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ØDiagrama Pb-Sn

Solubilidad sólida limitada y

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Punto eutéctico

Øenfriamiento Pb-Sn

Curva esquemática Temperatura-Tiempo de enfriamiento de una aleación con 60% de Pb y 40% de Sn

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Øreacciones invariantes en diagramas de fases

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Øejemplo de diagrama con varios peritécticos

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Øaceros diagrama de fases

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Øaceros transformación eutectoide

α = Ferrita γ = Austenita

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Øperlita micro estructura

Microestructura de un acero eutectoide enfriado lentamente. Perlita eutecotide , la fase oscura es cementita y la blanca ferrita Atacado con picral Aumento 650 x

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Øaceros transformación hipo eutectoide

α = Ferrita γ = Austenita

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Øacero hipoeutectoide micro estructura

Microestructura de un acero hipo eutectoide con 0,35% de C enfriado lentamente. El constituyente blanco es ferrita y el oscuro es perlita. Atacado con Nital Aumento 500 x

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Øaceros transformación hiper eutectoide

α = Ferrita γ = Austenita

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Øacero hiper eutectoide micro estructura Microestructura de un acero hiper eutectoide con 1,2% de C enfriado lentamente. El constituyente blanco es cementita pro eutectoide que se formo en los limites de grano de la austenita y el resto es perlita laminar. Atacado con Picral Aumento 1000 x

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Ødiagrama hierro grafito

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Øglosario üFase üSolución y solubilidad üSolución sólida üRegla de la palanca üReglas de Hume Rothery üSolidus – Liquidus - Solvus üEutéctico - Eutectodie üAleación hipo eutéctica üAleación hiper eutéctica üMicro constituyente üAcero üAustenita üFerrita üCementita üPerlita

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Øbibliografía recomendada

Ciencia e Ingeniería de Materiales – Smith – Mc Graw Hills Ciencia e Ingeniería de los Materiales – Askeland – Thomson Ciencia e Ingeniería de los Materiales – Callister – Reverte Apuntes del CEI – Cátedra de Metalogia y Soldadura

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