materiales industriales i capitulo 3 diagramas de

MATERIALES INDUSTRIALES IMATERIALES INDUSTRIALES I

Capitulo 3Capitulo 3

Diagramas de EquilibrioDiagramas de EquilibrioDiagrama Hierro CarbonoDiagrama Hierro Carbono

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ØØfasesfases

ØØ AleaciónAleación metálicametálica: material que tiene propiedades metálicas que esta formado por varios elementosEj. Acero al carbono ( Fe y C ) , Ac inox ( Fe, C , Cr , Ni)

ØØ Fase Fase porción fisicamente homogénea:1.La misma estructura o arreglo atómico2.La misma composición aprox.3.Una interfaz definida entre esta y las que la rodean.



ØØfasesfases

a) Las tres formas del agua

b) Agua y alcohol solubilidad ilimitada

c) Agua y sal solubilidad limitada

d) Aceite y agua prácticamente insolubles



ØØsoluciones y solubilidadsoluciones y solubilidad

Solución química = soluto + solvente ( liquidas o sólidas )Solución química = soluto + solvente ( liquidas o sólidas )

Solubilidad es la cantidad de material o componente que se puedeSolubilidad es la cantidad de material o componente que se puede disolver disolver sin formar una nueva fase.sin formar una nueva fase.

qq Solubilidad total Solubilidad total > independiente de las cantidadesCondiciones para solubilidad total reglas de Humereglas de Hume--RotheryRothery

1.1. Atomos o iones Atomos o iones tamaño tamaño semejante ( radio atómico no mas 15% )semejante ( radio atómico no mas 15% )2.2. Igual Igual estructuraestructura cristalinacristalina3.3. Los iones deben tener igual Los iones deben tener igual valenciavalencia4.4. Las Las electronegatividades electronegatividades deben ser similaresdeben ser similares

De no ocurrir 3 y 4 se forman compuestosDe no ocurrir 3 y 4 se forman compuestos

Compuesto químico > composición fijaCompuesto químico > composición fija



ØØsoluciones y solubilidadsoluciones y solubilidad

qq Solubilidad limitadaSolubilidad limitada

En determinados sistemas lasolubilidad es limitada comoocurre por ejemplo en el casode la salmuera

Otro caso similar ocurre entre elCu y el Zn en que la solubilidadaumenta con la temperatura



ØØsolubilidad y soluciones sólidassolubilidad y soluciones sólidas

a) El Cu y Ni líquidos son totalmente solubles entre sí

b) Las aleaciones sólidas Cu-Ni tienen solubilidad total y los átomos ocupan sitios aleatorios

c) En las aleac. Cu-Zn con mas de 30% de Zn aparece una segunda fase debido a la solubilidad limitada del Zn en el Cu



ØØenfriamiento del hierro puroenfriamiento del hierro puro



ØØdiagrama de fases solubilidad totaldiagrama de fases solubilidad total



ØØdiagrama de fases Cu Nidiagrama de fases Cu Ni



ØØregla de la palancaregla de la palanca



ØØregla de la palancaregla de la palanca

A y B solubilidad total , x composición de la aleación

w0 % de B en A , a temperatura T

La recta LOS es una isoterma

% de fase solida =

% de fase liquida =

w 0 -

w l

w s -

w l

w s -

w o

w s -

w l



ØØdiagrama de fases binario con eutécticodiagrama de fases binario con eutéctico

Solubilidad total en estado liquido e insolubles en estado sólido



ØØDiagrama PbDiagrama Pb--SnSn

Solubilidad sólida limitada y Punto eutéctico



ØØenfriamiento Pbenfriamiento Pb--SnSn

Curva esquemática Temperatura-Tiempo de enfriamiento de una aleación con 60% de Pb y 40% de Sn



ØØreacciones invariantes en diagramas de fasesreacciones invariantes en diagramas de fases



ØØejemplo de diagrama con varios peritécticosejemplo de diagrama con varios peritécticos



ØØaceros diagrama de fasesaceros diagrama de fases



ØØaceros transformación eutectoideaceros transformación eutectoide

α = Ferrita

γ = Austenita



ØØperlita micro estructuraperlita micro estructura

Microestructura de un acero eutectoide enfriado lentamente.

Perlita eutecotide , la fase oscura es cementita y la blanca ferrita

Atacado con picral

Aumento 650 x



ØØaceros transformación hipo eutectoideaceros transformación hipo eutectoide

α = Ferrita

γ = Austenita



ØØacero hipoeutectoide micro estructuraacero hipoeutectoide micro estructura

Microestructura de un acero hipo eutectoide con 0,35% de C enfriado lentamente.

El constituyente blanco es ferrita y el oscuro es perlita.

Atacado con Nital

Aumento 500 x



ØØaceros transformación aceros transformación hiperhiper eutectoideeutectoide

α = Ferrita

γ = Austenita



ØØaceroacero hiperhiper eutectoide micro estructuraeutectoide micro estructura

Microestructura de un acero hiper eutectoide con 1,2% de C enfriado lentamente.

El constituyente blanco es cementita pro eutectoide que se formo en los limites de grano de la austenita y el resto es perlita laminar.

Atacado con Picral

Aumento 1000 x



ØØdiagrama hierro grafitodiagrama hierro grafito



ØØglosarioglosario

üFaseüSolución y solubilidadüSolución sólidaüRegla de la palancaüReglas de Hume RotheryüSolidus – Liquidus - SolvusüEutéctico - EutectodieüAleación hipo eutéctica üAleación hiper eutéctica üMicro constituyenteüAceroüAustenitaüFerritaüCementitaüPerlita



ØØbibliografía recomendadabibliografía recomendada

Ciencia e Ingeniería de Materiales – Smith – Mc Graw Hills

Ciencia e Ingeniería de los Materiales – Askeland – Thomson

Ciencia e Ingeniería de los Materiales – Callister – Reverte

Apuntes del CEI – Cátedra de Metalogia y Soldadura



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