Diagramas de Equilibrio Binario 2013

5/27/2018 Diagramas de Equilibrio Binario 2013

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DIAGRAMASDEEQULIBRIOBINARIO


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DIAGRAMASDEEQULIBRIOBINARIO


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SistemasdeAleacionesSolucionesslidasintersticiales

En las soluciones slidas intersticiales, el

solvente es siempre el elemento que

conforma la red, mientras que el soluto

ocupa las posiciones intersticiales de esta

red. As, el tamao del soluto debe ser

pequeo, para que puedan penetrar en

los intersticios.

Las soluciones slidas intersticiales

extensas, slo ocurren si el tomo de

soluto tiene un dimetro aparente menor

de 0.59 que el solvente. Los cinco tomosintersticiales ms comunes son: C, H, O, N

y B.


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SistemasdeAleacionesSolucionesslidassustitucionales

Si los elementos que conforman la solucin

slida sustitucional tienen diferente red

cristalina, examinando la red de la solucin

slida se determina fcilmente quien es el

solvente.

Cuando se forma una solucin slida

sustitucional, generalmente los tomos delmetal disuelto aparecen en la red del

solvente distribuidos en posiciones

completamente arbitrarias.


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REGLADEHUMEROTHERYPara que exista una alta solubilidad sustitucional de un

elemento en otro elemento, es necesario que se cumpla lassiguientes condiciones:

1. La diferencia de tamaos debe ser menor de 15 %

2. Deben presentar la misma estructura cristalina

3. Sus electronegatividades deben ser parecidas

4. Deben presentar la misma valencia

SistemasdeAleacionesSolucionesslidassustitucionales


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SolucionesslidassustitucionalesSolubilidaddeloselementos(Zn,Pb,Si,Ni,Al,Be)enelCu


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SistemasdeAleacionesSolucionesslidasintersticiales/sustitucionales

Fasesterminales


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SistemasdeAleacionesSolucionesslidasintersticiales/sustitucionales

?


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A diferencia de las soluciones slidas cuya localizacin en el diagrama

de equilibrio, aparecen en los extremos, y por ello se les denomina

fases terminales, las fases intermedias aparecen en el interior de los

diagramas de equilibrio. Estas fases intermedias pueden ser

compuestos electrnicos y compuestos intermetlicos.

a. Compuestos electrnicos

Los compuestos electrnicos, son fases intermedias cuya formacin sedebe a la inestabilidad de la nube electrnica que llega a saturarse de

electrones, al solubilizar en un metal A una cierta cantidad de otro

metal B de valenciasuperior al solvente.

SistemasdeAleacionesFasesintermedias


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Cuando aleamos Cu y Zn para

formar un latn, se forman, segn

la composicin del latn, cuatro

compuestos electrnicos:, , y.

: Tiene unaestructura BCCy unacomposicin CuZn.

: Tiene una estructura cbicacompleja y una composicin

Cu5Zn8

: Tiene una estructura HCP ycomposicin CuZn3.

SistemasdeAleacionesFasesintermedias:Compuestoselectrnicos

A estas fases tambin se les denomina compuestos de valencia anormal, y

presentan solubilidad sustitucional, es decir, admiten una variacin en su

composicin qumica, de all que tambin se les denomina soluciones slidasintermedias.


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HumeRothery analiz estos compuestos mediante la relacin:

y determin las siguientes relaciones:

para el constituyente beta, CuZn :

para el constituyente gamma, Cu5Zn8 :

, y para el constituyente delta, CuZn3:

tomosdetotalN

valenciadeelectronesdetotalNR

1421

23

112x11R

13

21

85

2x85R

12

21

4

7

31

2x31R

SistemasdeAleacionesFasesintermedias:Compuestoselectrnicos


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R=21/14 R=21/13 R=21/12

CuBe

CuZn

Cu3Al

Cu3Ga

Cu3In

Cu5Si

Cu5SnAgMg

AgZn

AgCd

Ag3Al

Ag3In

AuMgAuZn

AuCd

FeAl

CoAl

NiAl

NiIn

PdIn

Cu5Zn8Cu5Cd8Cu5Hg8Cu9Al4

Cu9Ga4Cu9In4

Cu31Si8Cu31Sn8

Ag5Zn8Ag5Cd8Ag5Hg8Ag9In4

Au5Zn8Au5Cd8Au9In4

Mn5Zn21Fe5Zn24Co5Zn21Ni5Be21Ni5Zn21Ni5Cd21Rh5Zn21Pd5Zn21Pt5Be21Pt5Zn21

Na31Pb8

CuZn3CuCd3Cu3Sn

Cu3Ge

Cu3Si

AgZn3

AgCd3Ag3Sn

Ag5Al3AuZn3AuCd3Au3Sn

Au5Al3

Estos compuestos electrnicos

no son exclusivos del diagrama

CuZn.

Lo presentan varios sistemas de

aleacin como se muestra en la

tabla agrupados segn las

relaciones R.

Fasesintermedias:Compuestoselectrnicos


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Los compuestos intermetlicos se encuentran en posiciones intermediasen el diagrama de equilibrio formando una lnea recta. Algunos de ellos se

forman por reacciones en estado slido (compuestos qumicos inestables),

y otros, se obtienen directamente desde el estado lquido (compuestos

qumicos estables).Los compuestos intermetlicos de valencia, se combinan siguiendo las

reglas de valencia qumica. Ejemplos: CaSe, Mg2Pb, Mg2Sn y Cu2Se.

Loscompuestos intermetlicos intersticiales, se forman por la unin entre

los elementos de transicin con el C , H , O , N y B. Estos tomos son

pequeos y se acomodan en los intersticios de la estructura cristalina del

metal. Ejemplos: TiC, TaC, FeN, Fe3C, W2C, CrN y TiH.

Fasesintermedias:Compuestosintermetlicos


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DIAGRAMADEEQUILIBRIOBINARIO REACCIONESINVARIANTESLas reacciones invariantes aparecen como lneas horizontales en eldiagrama de equilibrio binario. Las reacciones invariantes que han sido

observadas en diagramas de equilibrio binario, son:

l + reaccineutctica + reaccineutectoide

l + reaccinperitctica+

reaccinperitectoidel1 +l2 reaccinmonotctica

+l reaccinmetatctical1 + l2 reaccinsintctica

Lossmbolos l, l1, l2denotanfaseslquidasy , , .fasesslidas.Las reacciones que incluyen fases lquidas, sus nombres termina en

tctica, mientras que, si ocurren en estado slido termina en tctoide.


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DIAGRAMADEEQUILIBRIOBINARIO


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DIAGRAMADEEQUILIBRIOBINARIOl + reaccineutctica


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DIAGRAMADEEQUILIBRIOBINARIOl + reaccinperitctica


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L+reaccinperitctica

l +reaccineutctica


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DIAGRAMADEEQUILIBRIO

BINARIO

L+reaccinperitctica


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DIAGRAMADEEQUILIBRIOBINARIOl1 +l2 reaccinmonotctica


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DIAGRAMADEEQUILIBRIOBINARIOl1 +l2 reaccinmonotctica


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DIAGRAMADEEQUILIBRIOBINARIOl1 + l2 reaccinsintctica


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+reaccineutectoide


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DIAGRAMADEEQUILIBRIOBINARIO + reaccinperitectoide


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ReglasdePortevin paralainterpretacindelosdiagramasbinarios1. En cada regin de equilibrio pueden coexistir, como mximo, dos

fases.

2. Con excepcin de la regin de la fase lquida, situada en la parte

superior del diagrama, todas las regiones con una sola fase estnocupadas por soluciones slidas.

3. Cuando se atraviesa una lnea oblicua del diagrama, el nmero de

fases vara enuna unidad.

4. Toda regin cuyo contorno est limitado por una lnea horizontal,

contiene dos fases.

5. Las regiones de dos fases que se encuentran limitadas por la misma

horizontal, en total entre ambas regiones no pueden tener ms de

tres fasesdiferentes1,2,3 (1+2/2+3), y estas 3 fases slo

pueden coexistir en equilibrio a la temperatura que determina la lnea

horizontal, siendo2la fase de concentracin intermedia.


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ReglasdePortevin paralainterpretacindelosdiagramasbinarios6. Toda fase que no figura en los diagramas ms que en una regin de

dos fases, es un metal puro o un compuesto definido.

7. Laregindeequilibriodedosfasespuedequedardivididoenzonas

porlaslneasquepartendepuntossingularesdeunalneahorizontal

deldiagrama

(punto

eutctico

oeutectoide).

Las

fases

que

coexisten

enlaszonasdeunamismareginsonlasmismas,peroestn

distribuidasdeformadiferentes.

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