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ALEACIONES

1. INTRODUCCION2. CLASIFICACION3. SOLUCIONES SÓLIDAS4. FASES INTERMEDIAS5. SOLUCIONES SÓLIDAS ORDENADAS

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INTRODUCCIÓN

• La clase de aleación más simple es la solución sólida: un sólido que consta de dos o más elementos que están dispersados atómicamente y formando una única estructura

• Una aleación es la combinación de dos o más metales, o un metal y un no metal.

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INTRODUCCIÓN

� Las diferentes combinaciones entre distintos elementos (metal-metal, metal-no metal) dan como resultado un sólido de naturaleza metálica.

C

C, Cr, Ni, V…

Hierro

� La adición de distintos elementos a un metal produce una modificación de sus propiedades. La variación dependerá de la naturaleza del elemento añadido y de su porcentaje.

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CLASIFICACIÓN

Fases de LavesFases de Laves

Soluciones SólidasSoluciones Sólidas

Fases IntermediasFases Intermedias

Soluciones Sólidas de InserciónSoluciones Sólidas de Inserción

Compuestos electrónicosCompuestos electrónicos

Compuestos de valenciaCompuestos de valencia

Compuestos intersticiales.Compuestos intersticiales.

Soluciones Sólidas de Sustitución Soluciones Sólidas de Sustitución

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SOLUCIONES SÓLIDAS

Las soluciones sólidas tienen la estructura cristalina de alguno de los elementos que la forman.

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� El elemento que actúa como disolvente es el que mantiene su estructura cristalina, independientemente de la proporción en la que se encuentre.

• Solubilidad ILIMITADA:

formación de una solución sólida

• Solubilidad LIMITADA o PARCIAL:

formación de una solución sólida y otros compuestos

SOLUCIONES SÓLIDAS

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• Las soluciones sólidas pueden ser ordenadas o desordenadas, dependiendo de las posiciones ocupadas por los átomos de soluto

� Dependiendo de la posición ocupada por los átomos de soluto, lassoluciones sólidas se clasifican en dos grupos:� Soluciones sólidas de sustitución� Soluciones sólidas de inserción

SOLUCIONES SÓLIDAS

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a) Factor tamaño

b) Factor electroquímico

c) Factor temperatura

d) Factor valencia

e) Factor estructura cristalina

FACTORES DE SOLUBILIDAD(LEYES DE HUME-ROTHERY)

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FACTORES DE SOLUBILIDAD (LEYES DE HUME-ROTHERY). Factor tamaño.

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ClNaCu,Ni

Fe,C

FACTORES DE SOLUBILIDAD (LEYES DE HUME-ROTHERY). Factor electroquímico.

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Solución sólida sustitucional de NiO en MgO

Ni2+ � Mg2+

Solución sólida sustitucional de Al2O3 en MgO

3 Mg2+ � 2 Al3+

3 vacantes Mg 2+ � 2 iones Al3+ + vacante Mg 2+

FACTORES DE SOLUBILIDAD (LEYES DE HUME-ROTHERY). Factor valencia.

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FACTORES DE SOLUBILIDAD (LEYES DE HUME-ROTHERY). Factor estructura cristalina.

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SOLUCIONES SÓLIDAS.

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FASES INTERMEDIAS

� Las fases intermedias tienen estructura cristalina distinta de la correspondiente a los componentes base.

� Propiedades:

Enlace metálico

Conductividad eléctrica

Plasticidad

Temperatura de fusión

Composición química variable

Enlace metálico

Conductividad eléctrica

Plasticidad

Temperatura de fusión

Composición química variable

Enlace iónico-covalente

Conductividad eléctrica nula o escasa

Poca plasticidad

Temperatura de fusión elevada

Composición química fija

Enlace iónico-covalente

Conductividad eléctrica nula o escasa

Poca plasticidad

Temperatura de fusión elevada

Composición química fija

FASES INTERMEDIAS

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FASES INTERMEDIAS

Compuestos de valencia

Compuestos intersticiales

Compuestos electrónicos

Fases de Laves

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� Metales con gran diferencia electroquímica entre sí.

� Enlace covalente

� Composición química fija

� Elevadas dureza, resistencia mecánica, fragilidad….

FASES INTERMEDIAS. Compuestos de valencia.

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� Metales de transición y no metales (H, C, N, B) con gran diferencia electroquímica.

� Soluciones sólidas intersticiales

� Enlace iónico-covalente

� Elevadas dureza, resistencia y fragilidad

� Brillo metálico y conductividad eléctrica.

� Cementita (Fe3C)

FASES INTERMEDIAS. Compuestos intersticiales.

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� Formadas por Cu, Ag, Ni, Au… aleados con Zn, Al, Sn, Si, Mg… con relaciones

electrones / átomos definidas.

21/14 21/13 21/12CuBe Cu5Zn8 CuZn3CuZn Cu9Al4 Cu3SnCu3Al Ag5Zn8 Cu3SiAgZn Au5Zn8 AgZn3Ag3Al Mn5Zn21 Ag3SnNiAl Ni5Zn21 AuZn3AuZn Fe5Zn24 Au3Sn

( 21/14 , 21/13 , 21/12 )

• Su EC depende de dicha relación:

21/14 � CC

21/13 � cúbica compleja

21/12 � HC

• Alta ductilidad, baja dureza y resistencia…

• Composición química variable

• Soluciones sólidas intermedias

FASES INTERMEDIAS. Compuestos electrónicos.

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� Corresponden a la fórmula general AB2, con una diferencia de tamaño de 22,5% entre los átomos que la componen.

� Estructuras complejas con alto índice de coordinación

� MgCu2, KNa2, MgZn2

FASES INTERMEDIAS. Fases de Laves.

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SOLUCIONES SÓLIDAS ORDENADAS

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� INTRODUCCION� CLASIFICACION

� Soluciones sólidas� Fases intermedias

� SOLUCIONES SÓLIDAS� Soluciones sólidas sustitucionales� Factores de solubilidad (Leyes de Hume-Rothery)� Soluciones sólidas intersticiales

� FASES INTERMEDIAS� Compuestos de valencia� Compuestos intersticiales� Compuestos electrónicos� Fases de Laves

� SOLUCIONES SÓLIDAS ORDENADAS

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