TEMA 11:ALEACIONES
Tipos de Aleaciones
Diagramas de Fase– ¿Cuantas Fases Tenemos?– ¿Cuál es la composición de cada fase? – ¿Qué cantidad hay de cada fase?
Diagrama de Fases con Eutéctico
Microestructura de una Aleación con Eutéctico
Diagrama Fe-Cementita– Reacciones invariantes
– Acero Eutectoide
– Acero hipoeutectoide
– AceroHipereutectoide
Tipos de AleacionesClasificación:
Aleaciones homogéneas: son mezclas homogéneas en las que los componentes están uniformemente dispersos. Los átomos del soluto componente minoritario) se distribuyen al azar entre los átomos del disolvente (componente mayoritario).
Disoluciones sólidas de sustitución: Los átomos del soluto ocupan posiciones del disolvente.
Disoluciones sólidas intersticiales: Los átomos de soluto ocupan posiciones intersticiales de la red.
Compuestos intermetálicos: son aleaciones homogéneas que tienen propiedades y composición definidaEj: latón-β(CuZn), duralumino (CuAl2), Ni3Al, Cr3Pt], cementita (CFe3)
Aleaciones heterogéneas: Son aleaciones en las que los componentes no están uniformemente dispersos. Las propiedades de estas aleaciones dependen no sólo de la composición sino de la manera en que se ha formado el sólido.
Tipos de Aleaciones
Diagramas de Fase
Un diagrama de fase permite describir las fases presentes en una sustancia en función de variables termodinámicas.
En las aleaciones metálicas son usuales los diagramas T vs. Composición a P=cte
El diagrama de fases se obtiene en condiciones de enfriamiento y calentamiento muy lentas.
Información que se puede obtener a partir de un diagrama de fases:
¿Cuántas fases obtenemos?
¿Cuál es la composición de cada fase?
¿Qué cantidad hay de cada fase?
¿Cuantas Fases Tenemos?Sistema isomorfo con solubilidad total, tanto en el estado sólido como en el estado líquido
Líquidus
Solidus
Fase Líquida (L)
Fase sólida (α)
α+ L
T(ºC)
Fase líquida + Fase sólidaFase líquida (L)
Fase sólida (α)
tiempo
T (ºC)Ni (L)
L
L
Cu (L)
S + L Ni (S)
α
α
Cu (s)
α + L
α + L
S + L
Tf (Ni)
Tf (Cu)
T1(L)
T3 (L)
T4(S)
T2(S)
T1(L)
T2(S)
T3 (L)
T4(S)
Cu WNi (%) Ni
L
α
α
α+ L
α+ L
Líquidus
Solidus
Fase Líquida (L)
Fase sólida (α)
α+ L
α+ L
T(ºC)
Cu – Ni (Solubilidad Total)
¿Cuál es la composición de cada fase? ¿Qué cantidad hay de cada fase?
Ws = 1 – 0,68
CL= 31,5 % Ni
CS= 42,5 % Ni
Liquido
Sólido Heterogéneo
W (Sn) (%)Cu
Eutéctico w (Sn) = 61,9 %
α = aleación sólida sutitucional
Disolvente = Cu
Soluto = Sn
Sn
β = aleación sólida sutitucional
Disolvente = Sn
Soluto = cu
Diagrama de Fases con Eutéctico
Diagrama de Fases con Eutéctico
Micrografía de la aleación Sn-Pb de 61,9 % de Sn
Micrografía de la aleación Sn-Pb de 61,9
% de Sn
SnCu W (Sn) %
TE = 183 ºC L (61,9 %(Sn) α (18,3 % Sn) + β (97,8 % Sn)Reacción Eutéctica
Cu SnW(Sn) %
eutécticoeutéctico
pre-eutéctico
Microestructura de una Aleación con Eutéctico
Microestructura eutéctica
Hipoeutectico Co = 40 %Sn Hipereutectico Co = 80 %Sn
Eutéctico Co=61,9 % Sn
Microestructura de una Aleación con Eutéctico
Formas alotrópicas del Fe:
Fe α (BCC) hasta 912 ºC
Fe γ (FCC) 912 ºC – 1394 ºC
Fe δ (BCC) 1394 ºC – 1538 ºC
Aleaciones Sólidas Terminales:
•Ferritas α y γ
•Austenita
•Cementita
Diagrama Fe-Cementita
Eutéctica:
L (4,30%C) → Austenita (2,11 %C) + Fe3C
Peritéctica: Ferrita δ (0,09 %C) + L (0,53 %C) → Austenita (0,17 %C)
Reacciones Invariantes en enfriamiento
Eutectoide: Austenita (0,77% C) → Ferrita α (0,022 %C) +Fe3C
Eutectoide: Austenita (0,77% C) → Ferrita α (0,022 %C) +Fe3C
Perlita
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Acero Eutectoide
Austenita
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AustenitaAustenita
Austenita + Ferrita α
Ferrita α + perlita
Acero Hipoeutectoide
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Acero Hipereutectoide
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Austenita
Austenita + cementita (Fe3C)
Ferrita α + Perlita