5.3. Tipos de diagramas de equilibrio

Y como hay muchas aleaciones diferentes, nuestro investigador deberá estudiar los diferentes diagramas de equilibrio.

Las aleaciones presentan diagramas de equilibrio con distintos aspectos, dependiendo de la solubilidad en estado líquido y sólido de sus componentes.

Ya hemos visto en el apartado anterior un diagrama correspondiente al tipo totalmente soluble en estado líquido y totalmente soluble en estado sólido.

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Diagrama de fases binario totalmente soluble en estado líquido y totalmente insoluble en estado sólido, con eutéctico

Diagrama de fases binario totalmente soluble en estado líquido y totalmente insoluble en estado sólido, con eutéctico
Imagen 44. Elaboración propia.

Todas las aleaciones funden o solidifican en un intervalo de temperaturas a excepción de la aleación de composición eutéctica, que funde a temperatura constante y a la menor temperatura posible.

En la imagen siguiente se muestra la composición de los cristales de sólido. Se observa que, para concentraciones menores que la eutéctica lo que aparecen son cristales de A y de eutéctico, para concentraciones mayores que la eutéctica lo que aparecen son cristales de B y de eutéctico y para la concentración eutéctica sólo cristales de eutéctico.

Formación de cristales de eutéctico en función de la composición de la aleación
Imagen 45. Elaboración propia.

AV - Pregunta Verdadero-Falso
Fíjate en el diagrama de fases de la figura 44 para contestar a estas preguntas.


Para una aleación de composición X (marcada en el diagrama), a la temperatura T1, toda la aleación está en estado líquido.

Verdadero Falso


En una aleación con un 20 % de B, sólo aparecen cristales de B a temperaturas menores de la eutéctica.

Verdadero Falso


El punto eutéctico marca la temperatura por debajo de la cual no hay ninguna fase en estado líquido.

Verdadero Falso

Un enfriamiento de equilibrio requiere un descenso térmico infinitamente lento, de manera que para cada variación diferencial de la temperatura, se invierte el tiempo necesario para alcanzar el equilibrio permitiendo con ello que se homogeinicen los sólidos formados mediante la difusión en fase sólida.

En un enfriamiento de no equilibrio no se mantiene la temperatura constante el tiempo suficiente para que la difusión tenga lugar. Las consecuencias de un enfriamiento de no equilibrio en la microestructura suponen la presencia de un defecto de la solidificación llamado “segregación”, que implica que el sólido formado no es homogéneo en cuanto a su composición química. Este defecto no se produce en los sistemas de aleaciones que no presentan solubilidad parcial en fase sólida.

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Solubilidad total en estado líquido y parcialmente soluble en estado sólido, con eutéctico

Diagrama Pb-Sn
Imagen 46. Elaboración propia.


Curva esquemática Temperatura-Tiempo de enfriamiento

Crearemos la curva de enfriamiento de una aleación con 60% de Pb y 40% de Sn. Para construirla se entra en diagrama de equilibrio anterior por la línea de concentración que deseamos analizar (línea vertical), y se observan los puntos de intersección con el diagrama (b y d), se trasladan horizontalmente estos puntos al eje de temperaturas y en él se obtienen los valores de 245ºC, a partir del que empieza la solidificación, y 183ºC a partir del que ya ha concluido el proceso y todo el producto es monofásico,sólido.

Curva esquemática Temperatura-Tiempo de enfriamiento
Imagen 47. Elaboración propia.

En la curva de enfriamiento se aprecia una zona horizontal, que corresponde con la temperatura en que solidifica el resto de líquido, obteniéndose como microconstituyente el eutéctico, que como se observa solidifica a una temperatura constante.

AV - Pregunta Verdadero-Falso
Fíjate en el diagrama de fases de la figura 46 para contestar a estas preguntas.


En el punto c de señalado en la gráfica no hay componente eutéctico.

Verdadero Falso


Sólo para aleaciones con concentraciones de A menores del 18% aparecerá ese componente puro en estado sólido.

Verdadero Falso


A 150 ºC y para las diferentes concentraciones de la aleación, podemos obtener: cristales de A, cristales de B, cristales de A y eutéctico, cristales de B y eutéctico.

Verdadero Falso
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La siguiente Web repasa los Diagramas de Equilibrio muy bien. Pulsa sobre CONTINUAR para ir pasando las diapositivas. Se hacen preguntas que debes responder sobre la propia presentación.


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