Diagramas de equilibrio hierro carbono
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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.
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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
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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
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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
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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
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ØØenfriamiento del hierro puroenfriamiento del hierro puro
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ØØdiagrama de fases solubilidad totaldiagrama de fases solubilidad total
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ØØdiagrama de fases Cu Nidiagrama de fases Cu Ni
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ØØregla de la palancaregla de la palanca
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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
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ØØdiagrama de fases binario con eutécticodiagrama de fases binario con eutéctico
Solubilidad total en estado liquido e insolubles en estado sólido
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ØØDiagrama PbDiagrama Pb--SnSn
Solubilidad sólida limitada y Punto eutéctico
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ØØenfriamiento Pbenfriamiento Pb--SnSn
Curva esquemática Temperatura-Tiempo de enfriamiento de una aleación con 60% de Pb y 40% de Sn
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ØØreacciones invariantes en diagramas de fasesreacciones invariantes en diagramas de fases
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ØØejemplo de diagrama con varios peritécticosejemplo de diagrama con varios peritécticos
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ØØaceros diagrama de fasesaceros diagrama de fases
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ØØaceros transformación eutectoideaceros transformación eutectoide
α = Ferrita
γ = Austenita
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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
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ØØaceros transformación hipo eutectoideaceros transformación hipo eutectoide
α = Ferrita
γ = Austenita
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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
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ØØaceros transformación aceros transformación hiperhiper eutectoideeutectoide
α = Ferrita
γ = Austenita
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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
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ØØdiagrama hierro grafitodiagrama hierro grafito
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ØØglosarioglosario
üFaseüSolución y solubilidadüSolución sólidaüRegla de la palancaüReglas de Hume RotheryüSolidus – Liquidus - SolvusüEutéctico - EutectodieüAleación hipo eutéctica üAleación hiper eutéctica üMicro constituyenteüAceroüAustenitaüFerritaüCementitaüPerlita
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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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