diagrama de fases

1. INFORME DE LABORATORIO
Nombre:
Curso y numero de sección:
Número y título de experimento
Profesor
Fecha de experimento
Fecha de presentación
Nombre de compañero de laboratorio
Jean Carlos Villegas
Materiales de ingeniería PL104, jueves 7:30-
9:30
Experimento No. 1, diagrama de fases por
difusión
José Pilataxi
Junio 2 y junio 6, 2014
19de Junio, 2014
Cristhian romero, Andrés Rodríguez
A) Título de la práctica
Diagrama de fases por difusión
B) Resumen
La práctica consistió en conocer y observar una nueva fase entre el cobre y el zinc mediante la técnica de
difusión, que consiste en subir la temperatura de los dos elementos hasta un valor aproximado al punto de
fusión del elemento solvente (zinc), dando una difusión intersticial, este proceso se lo realiza en un horno, es
importante mencionar que el cobre fue previamente calentado para que no existe un choque térmico. Por lo
tanto nuestros objetivos planteados fueron determinar la fase que se genera entre el cobre y el zinc sabiendo
a que temperatura y porcentaje de elemento solvente está y realizar un análisis metalográfico de la aleación

2. mediante una muestra previamente tratada con normas ASTM, con el fin de obtener información de la fase
formada entre los dos elementos. Finalmente se determinó por medio de la muestra metalográfica que no
existió difusión ya que no hubo una fase entre ellas en este caso latón debido a errores ilegítimos introducidos
en la práctica ya sea por un mal corte con la sierra o demorar en limpiar el ataque químico.
C) Enfoque experimentales
Equipos y Materiales
El experimento se hizo con ayuda del microscopio metalográfico invertido (MM-600) para el análisis
metalográfico y varios hornos cono equipos primordiales, además se utilizó en el microscopio, el software
que viene incluido con el equipo(X-PLUS) por otro lado es importante realizar varios pulidos y un ataque
térmico en la muestra para trabajar con el microscopio y poder observar la estructura microscópica de la
muestra mediante reflexión.
La práctica se realizó en base a normas ASTM por lo general para realizar un análisis metalográfico de
metales o aceros se emplea la norma ASTM E407 – 07 [1]
Adicional a los equipos se utilizó varios materiales que fueron vital para el desarrollo de la práctica entre
ellos tenemos: varilla de cobre (𝜙 = 2.5𝑐𝑚 𝑙 = 4𝑐𝑚), musgosa de zinc (400g), tubos pírex (𝜙 = 2.5𝑐𝑚 𝑙 =
20𝑐𝑚), sierra de corte, hidróxido de amonio (𝑁𝐻4 𝑂𝐻), agua, peróxido de hidrógeno (𝐻2 𝑂2), crisol y arena
de fundición, etc.
Las condiciones de pruebas realizadas en la práctica fueron a una temperatura ambiente, el número de
ensayos: 1 y la temperatura de difusión entre los elementos fue de 400c y el pulido debe ser de forma
transversal a la anterior.
Procedimiento
En primer lugar se tuvo que preparar la muestra, consistió en colocar la musgosa de zinc en el horno y por
otro lado calentar la varilla de cobre para evitar un cambio brusco de temperatura (choque térmico) al juntar

3. con el zinc, el proceso de difusión se lo realizada una vez colocado el cobre y la musgosa en el horno, en
específico en orificios hecho de arena de fundición, la cual permite que no haya mucha pérdida de calor al
exterior y exista un buen proceso de difusión.
Una vez colocado los dos elementos graduamos a una temperatura cercano al punto de fusión del
solvente(entre 300⁰c a 400⁰c) hay que tener en cuenta el tiempo de difusión porque de esta depende la
concentración que hay de zinc con respecto al cobre, después de que exista una nueva fase se retira la muestra
con guantes de calor y pinzas para someter a un tratamiento térmico de templado con la disipación del agua,
entonces se comienza a preparar la muestra metalográfica, primero en cortar transversalmente cada difusión
pareja, se realiza un desbaste grueso esto consiste en pulir 4 veces la muestras con diferentes lijas de tamaño
de grano y en dirección perpendicular una de otra hasta que no exista rugosidad o rayas en el material,
entonces se lleva a un desbaste fino en la pulidora metalográfica donde se coloca polvo de aluminio para
pulir y finalmente se hace un ataque químico en la región donde se va observar.
D) Análisis de resultados
Resultados: Muestra 1Es importante conocer que las fases que se presentan en este compuesto binario son
5: 𝛼, 𝛽, 𝛾, 𝜀, 𝜂 por lo general para compuestos por difusión la fase 𝛼 se encuentra de una tonalidad rojiza y de
tonalidad amarillenta para el compuesto intermetálico 𝛽 , para 𝛾 la tonalidad es verdosa y puede observar en
determinadas zona de agrietamiento producido por el pulido
Figura 1 –muestra metalográfica 200x

4. Se observa en la frontera de los dos materiales café zinc y amarillento cobre que no existe una
difusión entre ellos porque no hay otro tipo de grano equinoccial que tenga diferentes características,
cabe recalcar que las manchas rojizas son producidas por el nital
Figura 2 –muestra metalográfica 200x
Podemos afirmar que en la foto superior tampoco existe una fase entre los elementos, solo granos
en la frontera que son el zinc y diversas rayas que es producto del pulido mecánico.
En
En base a lo descrito al principio se observa una estructura granular definido por bordes café oscuro
para mi concepto son granos de cobre pero pienso que además hay fase 𝛾 debido que hay una
tonalidad verdosa en los bordes de grano.
Después de haber analizado las tres gráfica en base a lo investigado y descrito al principio de análisis de
resultados no existe una fase de latón en el compuesto es decir no existió difusión debido a errores ilegítimos
introducidos en la práctica ya sea por un mal corte con la sierra o demorar en limpiar el ataque
químico, de ahí se cumplió con lo establecido un buen pulido en direcciones perpendiculares y
templado.
Figura 3- muestra metalográfica

5. E) Referencias
 www.googleusercontentlatones.com
 http://es.wikipedia.org/wiki/Metalograf%C3%ADa
 Fundamentals of Material Science and Engineering: An Integrated Approach, William Callister,4th
edition,2012
F) Adjunto
.
Figura 4 –diagrama de equilibrio de las aleaciones cobre-zinc
En esta gráfica se aprecia las diferentes fases que posee la aleación cobre-zinc, en función del porcentaje de
zinc en el cobre a una temperatura T.