5. Diagramas de equilibrio.
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El protagonista de nuestra historia ya ha observado lo suficiente. Se ha dado cuenta que la mayor parte de los materiales de uso técnico son aleaciones. Lo que tendrá que hacer será conocerlas, conocer su comportamiento frente a diferentes variables: temperatura, presión, concentración... |
Importante
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El estado de una aleación lo representamos gráficamente en lo que denominamos diagrama de equilibrio, diagrama en el que representaremos la temperatura en el eje de ordenadas y la concentración de los componentes en el de ordenadas. En estos diagramas se reflejan los cambios de la aleación cuando hay variaciones de su composición, de su temperatura o presión, siempre y cuando el enfriamiento o el calentamiento se produzca a la velocidad adecuada para que se produzca el equilibrio. |
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| Imagen 34. Elaboración propia. |
Los diagramas de equilibrio representan los estados estables, es decir, los estados que en esas condiciones poseen el mínimo de energía libre.
Interpretamos a continuación algunos diagramas.
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En este diagrama se representan las curvas de enfriamiento correspondientes a cinco aleaciones Cu-Ni distintas: Cu puro, aleación de 20% de Ni, 50% de Ni, 80% de Ni y Ni puro. Los puntos marcados con L corresponden a los valores de temperatura a los que la aleación comienza a solidificar, y los puntos marcados con S las temperaturas a partir de las que la aleación es totalmente sólida. |
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| Imagen 35. Elaboración propia. |
En el siguiente diagrama tenemos el diagrama de equilibrio de la aleación Cu-Ni.
Uniendo todos los puntos marcados con L en el diagrama de enfriamiento anterior se obtiene la línea de liquidus, es decir, la línea de temperaturas por encima de las cuales la aleación se encuentra en una zona monofásica, en la que sólo hay líquido, y uniendo los puntos S se obtiene la línea de solidus, línea por debajo de la cual la aleación vuelve a estar en una zona monofásica, pero esta vez sólo encontramos sólido.
En la zona delimitada por las líneas de solidus y liquidus la aleación se encuentra en una zona bifásica, donde coexisten sólido y líquido (L+&).
Las composiciones químicas de cada una de las fases se indican mediante la intersección de la isoterma con la línea de límite de fase, y la fracción en peso de cada fase en una región bifásica puede determinarse utilizando la regla de la palanca a lo largo de una isoterma a una temperatura determinada.
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| Imagen 36. Elaboración propia. |
Este tipo de diagramas de fase que hemos visto en este apartado corresponde a aleaciones en las que los dos componentes son completamente solubles entre sí en estado sólido y por tanto solo hay una fase sólida.
AV - Pregunta de Selección Múltiple
Los cambios de una aleación conforme se va enfriando.
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Las líneas de solidus y liquidus.
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Las fases de la aleación que coexisten en cada momento.
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Que la aleación se enfríe lentamente.
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Que la aleación se enfríe bruscamente.
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Es indiferente la rapidez con que se enfríe.
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La línea de temperaturas por encima de la cual toda la aleación está en estado líquido.
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La línea de temperaturas por encima de la cual toda la aleación está en una única fase.
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La línea de temperaturas por debajo de la cual la aleción empieza a formar cristales sólidos.
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