ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO

TRABAJO DE: MATERIALESTEMA:ALEACIONES Y DIAGRAMAS DE EQUILIBRIOPOR:

SERGIO CULLAYFACULTAD: MECÁNICAESCUELA: INGENIERÍA INDUSTRIALSEMESTRE: 4º “B”

ALEACIONES.

DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO

DEFINICIÓN DE ALEACIÓN:

Mezcla homogénea de dos o más elementos químicos. La aleación posee carácter metálico y al menos uno de sus componentes debe ser un metal.

El metal presente en mayor proporción se le llama metal base o disolvente y los restantes elementos aleantes o solutos.

Las aleaciones están constituidas por elementos metálicos como Fe (hierro), Al (aluminio), Cu (cobre), Pb (plomo), ejemplos concretos de una amplia gama de metales que se pueden alear. El elemento aleante puede ser no metálico, como: P (fósforo), C (carbono), Si (silicio), S (azufre), As (arsénico).

CLASIFICACIÓN

Por su composición química. Aleaciones Homogéneas. Aleaciones Heterogéneas.

Por su numero de elementos. Aleaciones Binarias. Aleaciones Ternarias

Aleaciones Por Su Composición Química.

Aleaciones Homogéneas.Son aquellas aleaciones en las cuales se

unen fácilmente 2 elementos muy similares e iguales y finalmente da un compuesto llamado aleación homogénea. Ej. Agua.Aleaciones Heterogéneas.

Son aquellas aleaciones en las cuales se une 2 o mas elementos con características distintas y como resultado da una aleación desigual. Ej. El agua y el Aceite.

ALEACIONES DE ACUERDO AL NUMERO DE ELEMENTOS.

ALEACIONES BINARIAS

Es aquella aleación en la cual se da la unión de dos elementos.

Aleaciones Ternarias

Es aquella aleación en la cual se unen 3 elementos.

PROPIEDADES

Las aleaciones presentan brillo metálico y alta conductividad eléctrica y térmica, aunque usualmente menor que los metales puros. Las propiedades físicas y químicas son, en general, similares a la de los metales, sin embargo las propiedades mecánicas tales como dureza, ductilidad, tenacidad y otras pueden ser muy diferentes, de ahí el interés que despiertan estos materiales.

En el estado solido pueden existir 3 fases posibles:

Metal puro Aleación intermedia o compuesta Solución solida

Las soluciones solidas están formadas por soluto y solvente donde una solución tiene tres condiciones:

Saturadas No saturadas Sobresaturadas

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LAS ALEACIONES:

Ventajas: Más facilidad para colarse en moldes. Mayor dureza y resistencia a la tracción. Mayor resistencia al roce y la corrosión. Menor temperatura de fusión que uno de sus

componentes. Mejor aspecto exterior. Más económicas que, al menos, uno de los componentes.

Inconvenientes: Su conductividad térmica y eléctrica es menor. Son menos maleables y dúctiles.

COMPONENTES DE UNA ALEACIÓN:Elementos químicos que intervienen en su

formación. Se simbolizan por su símbolo o genéricamente con letras mayúsculas: A, B…

Ejemplos: aleación Fe-C

aleación Cu-Ni

Composición de una aleación:

% en peso de sus componentes:

CA=(mA/maleación)x100 CB=(mB/maleación)x100 …

CA+ CB+….=100%

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO O DE FASE.

CONCEPTO

Un diagrama de fase es la representación grafica de una determinada aleación que se encuentra grafica bajo parámetros técnicos de temperatura y composición química que son variables y presión atmosférica constante.

DIAGRAMA DE FASES:

Línea de líquidus: línea que separa la fase líquida del resto del diagrama. Por encima de esta línea todas las aleaciones estarán en estado líquido.

Línea de sólidus: por debajo de ella todas las aleaciones se encuentran en estado sólido.

Líquidus (TL): temperatura a la cual el líquido empieza a solidificar bajo las condiciones de equilibrio.

Sólidus (TS): temperatura por debajo de la cual todas las aleaciones se encuentran en estado sólido..

Las propiedades de una material depende ampliamente de:

Tipo Número Cantidad Forma de fases presentes El punto de estado. Es el punto de una

determinada aleación grafica bajo parámetros de temperatura y composición química.

En un diagrama de equilibrio se puede determinar.

1. Identificar el diagrama (tipo de aleacion).2. Determinar las escalas.3. Determinar los puntos de fusion.4. Determinar las lineas de fronteras5. Determinar el numero de fases.6. Determinar los puntos de estados de la aleacion.

Diagrama. Al-SiEscala. Si(grafico)-Al(Dibujar)P. De fusion. Al(475 Si(420)Lineas de forntera. DibujadasNumero de Fases. L:+L:.Puntos de estados.

PUNTOS DE ESTADOS.

Zonas monofasica.L:Una sola fase.Zonas bifasica. +L:Dos fases

REGLA DE LA PALANCA

En regiones de una sola fase, la cantidad de la fase simple es 100%. En regiones bifásicas, sin embargo, se deberá calcular la cantidad de cada fase. Una técnica es hacer un balance de materiales.

Para calcular las cantidades de líquido y de sólido, se construye una palanca sobre la isoterma con su punto de apoyo en la composición original de la aleación (punto dado). El brazo de la palanca, opuesto a la composición de la fase cuya cantidad se calcula se divide por la longitud total de la palanca, para obtener la cantidad de dicha fase. 

  En general la regla de la palanca se puede escribir de esta forma:

  Se puede utilizar la regla de la palanca en cualquier región bifásica de un diagrama de fases binario. En regiones de una fase no se usa el cálculo de la regla de la palanca puesto que la respuesta es obvia (existe un 100% de dicha fase presente).

Pasos para calcular las composiciones:

1.Dibujar la isoterma

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 SIGUIENTE:(A) ¿CUÁL ES EL PORCENTAJE DE LIQUIDO Y SOLIDO DEL COBRE?

RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO:

s 100

l100

Puntos de estado.Ley de la palanca.Solo aplica a zonas bifásicas.

Escala del Aluminio.

𝑛2=¿35 ¿ 𝑜2

∝ 𝛽

(100) (100)

(100) (100)

(100) (100)

Puntos de estado.Ley de la palanca.Solo aplica a zonas bifásicas.

Escala del Silicio.

𝑛2=¿65 ¿ 𝑜2

∝ 𝛽

(100)

(100)

(100) (100)

(100)

(100)

MÉTODOS METALOGRÁFICOS

Consiste en calentar muestras de una aleación a diferentes temperaturas esperando que el equilibrio se establezca y entonces se enfrían rápidamente para tener su estructura de alta temperatura.

Difracción de rayos x Con este método se mide las

dimensiones de la red.

BIBLIOGRAFÍA

http://es.wikipedia.org/wiki/Aleaci%C3%B3n http://html.rincondelvago.com/aleaciones-ferr

osas.html https://www.google.com.ec/search?q=aleacio

nes+y+diagramas+de+fase&ie=utf-8&oe=utf-8&rls=org.mozilla:es-ES

Gracias por su atención