sistema de aleacion binario eutectico

7/24/2019 sistema de aleacion binario eutectico

http://slidepdf.com/reader/full/sistema-de-aleacion-binario-eutectico 1/6

Sistemas de aleaciones binarias eutécticas

Muchos sistemas de aleaciones binarias tienen componentes que presentan solubilidad sólida

limitada de un elemento en otros. En los sistemas binarios eutécticos simples como Pb-Sn, hay

una aleación compuesta conocida como composición eutéctica, la cual solidifica a temperatura

más baja que todas las demás composiciones. Esta baja temperatura, que corresponde a la

mnima temperatura a la cual la fase lquida puede e!istir cuando se enfra lentamente, es la

llamada temperatura eutéctica.

En la ima"en posterior se muestra un dia"rama de fases de plomo y esta#o. $as re"iones de

solubilidad sólida restrin"ida en cada e!tremo del dia"rama Pb-Sn se desi"nan como fases alfa

y beta, y se denominan soluciones sólidas terminales, ya que aparecen al final del dia"rama. $a

fase alfa es una solución sólida rica en plomo y puede disol%er en solución sólida un má!imo de

&'.() en peso de Sn a &*+. $a fase beta e s una solución sólida rica en esta#o y puede

disol%er un má!imo de (.) en peso de Pb a &*+ . / medida que la temperatura disminuye

por debajo de &*+, la solubilidad sólida má!ima de los elementos solutos disminuyesi"uiendo las lneas de sol%us del dia"rama de fases Pb-Sn.

En el sistema Pb-Sn la composición eutéctica la cual en este caso es 0&.') Sn y +*.& ) Pb1y la temperatura eutéctica 2&*+1 determinan un punto en el dia"rama de fases llamado puntoeutéctico.uando el lquido de la composición eutéctica se enfra lentamente hasta la temperaturaeutéctica, la fase simple lquida se transforma simultáneamente en dos formas sólidas.

En una reacción binaria eutéctica, las dos fases sólidas pueden tener %arias morfolo"as.$a forma que se ori"ina las estructuras eutécticas depende de %arios factores.3no de importancia fundamental es la minimi4ación de la ener"a libre en las interfaces. 5trofactor importante que determina la forma del eutéctico es la manera en que las dos fasesforman un n6cleo y crecen.



$a reacción eutéctica se llama reacción in%ariante porque tiene lu"ar bajo condiciones deequilibrio a temperatura especfica y a composición de la aleación in%ariable. 7urante elpro"reso de la reacción eutéctica, la fase lquida está en equilibrio con las dos solucionessólidas y , de modo que durante una reacción eutéctica coe!isten tres fases y están enequilibrio. Puesto que tres fases en un dia"rama de fase binario sólo pueden estar en equilibrio

a una temperatura, una estabili4ación térmica hori4ontal aparece a temperatura eutéctica en lacur%a de enfriamiento de una aleación de composición eutéctica.

Sistemas de aleaciones binarias peritécticas

5tro tipo de reacción que frecuentemente aparece en los dia"ramas de fase binarios enequilibrio, es la reacción peritéctica. Esta reacción se presenta com6nmente como parte de losdia"ramas de equilibrio más complicados, particularmente si los puntos de fusión de los doscomponentes son completamente diferentes. En la reacción peritéctica, una fase lquidareacciona con una fase sólida para formar una fase sólida nue%a y diferente.

En la fi"ura posterior se muestra la re"ión del dia"rama de fase de la aleación hierro nquel. Eneste dia"rama aparecen dos fases sólidas y una fase lquida. $a fase "ama es una soluciónsólida de nquel en hierro 8, mientras que la fase " es una solución sólida de nquel en hierro9.$a temperatura peritéctica de &.&: y la composición peritéctica de ;.+) en peso denquel en hierro define el punto peritéctico c . Este punto es in%ariante, ya que las tres fasescoe!isten en el equilibrio. $a reacción peritéctica ocurre cuando una aleación de hierro con;.+) en peso de nquel, que ha sido lentamente enfriada, pasa a tra%és de la temperaturaperitéctica de &.&:. Esta reacción puede representarse para comprender mejor la reacciónperitéctica.



<epresentación esquemática del desarrollo pro"resi%o de la reacción peritéctica lquido= alfa beta.

Sistemas binarios monotécticos:

5tra reacción in%ariante de tres fases que se presenta en al"unos dia"ramas de fase binarioses la reacción monotéctica, en la cual una fase lquida se transforma en una fase sólida y enotra lquida como enfriamiento coolin". En un determinado mar"en de composiciones, los doslquidos son inmiscibles como ocurre con el aceite en el a"ua y, por tanto, constituyen fasesindi%iduales. Esta reacción de este tipo ocurre en un sistema de cobre - plomo a ' y +0 por ciento Pb, como se muestra en la fi"ura>

El dia"rama de fases plomo - cobre tiene un punto eutéctico a +(0 y ''.';) Pb, y comoresultado se forman a temperatura ambiente soluciones sólidas terminales de plomo casi puro2?.??: por ciento u1 y cobre puro 2?.?? por ciento de Pb1.



Reacción invariante:

Se han e!puesto hasta ahora tres clases de reacciones in%ariantes que se presentanusualmente en los dia"ramas de fase binarios> las eutécticas, peritécticas y monotécticas. En latabla * . & se resumen estas reacciones y se muestran las caractersticas de sus dia"rama de

fases plomo - cobre. $a caracterstica más importante de este dia"rama es la reacciónin%ariante monotéctica a +0) Pb y '. En el punto monotéctico pueden coe!istir las fasesalfa 2&??) u1, L& 2+0) Pb1 y L( 2*:) Pb1. @ay que tener en cuenta que el Pb y el u soninsolubles uno en otro.

$a reacción eutéctica se llama reacción in%ariante porque tiene lu"ar bajo condiciones deequilibrio a temperatura especfica y a composición de la aleación in%ariable. 7urante elpro"reso de la reacción eutéctica, la fase lquida está en equilibrio con las dos solucionessólidas y , de modo que durante una reacción eutéctica coe!isten tres fases y están enequilibrio. Puesto que tres fases en un dia"rama de fase binario sólo pueden estar en equilibrioa una temperatura, una estabili4ación térmica hori4ontal aparece a temperatura eutéctica en la

cur%a de enfriamiento de una aleación de composición eutéctica.5tras dos reacciones in%ariantes importantes que se presentan en sistemas binarios son lostipos eutectoide y peritectoide.$as reacciones eutéctica y la eutectoide son similares en el hecho de que se forman dos fasessólidas por enfriamiento a partir de una fase. Sin embar"o, en la reacción eutectoide, la fase endescomposición es sólida, mientras que en la reacción eutéctica la fase en descomposición eslquida. En la reacción peritectoide dos fases sólidas reaccionan para formar una nue%a fasesólida, mientras que en la reacción peritéctica una fase sólida reacciona con una lquida paraproducir una nue%a fase sólida. Es interesante hacer notar que las reacciones peritéctica yperitectoide son in%ersas de las correspondientes reacciones eutéctica y eutectoide. $astemperaturas y composiciones de las fases en reacción son fijas para todas estas reaccionesin%ariantes. Esto es, de acuerdo con la re"la de la fase, e!isten cero "rados de libertad en los

puntos de reacción.



Producción hierro y acero, el cual debe ser explicado por el método que utiliza la

siderúrgica de uachipato !soplado de ox"geno#

sistema de aleacion binario eutectico

Documents

Transcript of sistema de aleacion binario eutectico