DIAGRAMAS DE FASES

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TRABAJO PRESENTADO EN LA MATERIA DE INGENIERÍA DE LOS MATERIALES...ITSON...tango/tango

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DIAGRAMAS DE FASES

  1. 1. <ul><li>Los elementos quimicos y las sustancias formadas por ellos salvo algunas excepciones, pueden existir en tres estados diferentes: sólido, líquido y gaseoso en dependencia de las condiciones de presión y temperatura en las que se encuentren. El diagrama que representa el tránsito entre estos estados, se conoce como diagrama de fases . </li></ul>DIAGRAMA DE FASES.
  2. 2. <ul><li> </li></ul><ul><li>En termodinamica y ciencia de materiales se le denomina a la representación gráfica de las fronteras entre diferentes estados de la materia de un sistema, en función de variables elegidas para facilitar el estudio del mismo. </li></ul>DIAGRAMA DE FASES.
  3. 3. Elementos Químicos. <ul><li>Todas las cosas que nos rodean está formadas en su constitución química por una cantidad de elementos básicos conocidos como &quot;elementos químicos&quot;, aunque se han podido aislar mas de 100, solo unos pocos tienen abundancia relativa, y son los &quot;ladrillos&quot; con lo que está construido lo que nos rodea, otros aunque escasos son aislados y concentrados por el hombre para usarlos en aplicaciones comunes que podemos tener en nuestras casas y otros son también aislados y concentrados para uso industrial como en la generación de energía atómica. Una parte de los elementos químicos conocidos tienen una vida tan efímera que solo son de interés académico. </li></ul>
  4. 4. DIAGRAMA DE FASES.
  5. 5. DIAGRAMA DE FASES HIERRO-CARBONO.
  6. 7. REGLA DE LA PALANCA INVERSA. <ul><li>Es un concepto comúnmente utilizado en la determinación de la composición química “real” de una aleación en equilibrio a cualquier temperatura en una región bifásica . Consideremos el siguiente diagrama bifásico: </li></ul>
  7. 8. REGLA DE LA PALANCA INVERSA.
  8. 9. EXPLICACION. <ul><ul><ul><li>Si como en el ejemplo del diagrama estamos a una temperatura T1 y con una composición del sistema X1% de B tendremos una mezcla de dos fases, L y S (líquido y sólido), determinaremos la composición química de cada una y sus cantidades relativas. Así: </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>  </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>- Habrá en la fase L a T1, un X2% en peso de B y ( 1- X2 )% de A. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>  </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>- La composición de la fase S a T1 será de un X3% de B y un ( 1 – X3 )% de A. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>  </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>  </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Para determinar las cantidades relativas de L y S que hay a una temperatura y composición prefijadas usaremos la regla de la palanca: </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>  </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>% de líquido =  =  </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>  </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li> </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>% de sólido = ________________________________________ = __________ </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>  </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>  </li></ul></ul></ul><ul><li>  </li></ul>X3-X2 X3-X1 Longitud de la isoterma opuesta al liquido Longitud total de la isoterma Longitud de la isoterma opuesta al solido Longitud total de la isoterma X1-X2 X3-X2 Evidentemente el % de L + el % de S = 100% para cualquier composicion y temperatura.
  9. 10. EJEMPLO: <ul><li>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: </li></ul><ul><li>¿Cuál es el porcentaje en peso de cobre en las fases sólida y líquida a esta temperatura? </li></ul><ul><li>¿Qué porcentaje en peso de la aleación es líquida, y qué porcentaje es sólida? </li></ul><ul><li>Solución: </li></ul><ul><li>a) % Cu en fase líquida: 55% Cu </li></ul><ul><li>    % Cu en fase sólida: 42% Cu </li></ul><ul><li>  </li></ul><ul><li>Xs = ( wO – wl ) / ( ws – wl ) </li></ul><ul><li>b) </li></ul><ul><li>Para el Niquel: wo = 53% wl = 45% ws = 58% </li></ul><ul><li> Xs = ( 53 – 45 ) / ( 58 – 45 ) = 0,62 </li></ul><ul><li>Xl = ( ws – w0 ) / ( ws – wl ) = ( 58 – 53 ) / ( 58 – 45 ) = 0,38 </li></ul><ul><li>  </li></ul>

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