aleaciones y diagramas de fase 2
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8/18/2019 Aleaciones y Diagramas de Fase 2
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DIAGRAMA DE FASES
TIPO II y III
PROFESOR: PAUL P. LEAN SIFUENTES
MÓDULO 2: MATERIALES Y SU COMPORTAMIENTODURANTE LA SOLDADUA
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DIAGRAMAS DE FASE TIPO II
“CUANDO DOS METALES SON COMPLETAMENTE SOLUBLES EN EL
ESTADO LÍQUIDO E INSOLUBLES EN EL ESTADO SÓLIDO” .
Dos metales no pueden ser completamente insolubles entre si; sinembargo, en algunos casos la solubilidad es tan pequeña que puede
considerarse como insolubles (p.e. agua y aceite).
Si son insolubles en el estado sólido dos metales A y B, cualquieraleación a temperatura ambiente (Tamb), solo presentará en su
microestructura dos tipos de fases combinadas: metal puro A y metal
puro B.
Este diagrama de equilibrio presenta una línea horizontal que indica la
presencia de una reacción a temperatura constante (reacción
isotérmica).
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DIAGRAMA DE FASES TIPO II
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DIAGRAMA DE FASES TIPO II
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ENFRIAMIENTO EN EQUILIBRIO
t
T
L ⎯→ (A + B)MEreacción eutéctica
Liquido (40 A – 60 B)
100 % ME
Fases
A y B
Microestructura
100 % Mezcla Eutectica
CURVA DE ENFRIAMIENTO
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REACCIÓN ISOTÉRMICA EUTECTICA
L ⎯⎯⎯⎯⎯→ (A + B) MEZCLA EUTÉCTICAenfriamiento
(A + B) MEZCLA EUTÉCTICA ⎯⎯⎯⎯⎯→Lcalentamiento
Ecuación General
L (Sólido 1 + Sólido 2) MEZCLA EUTÉCTICA
A
B
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ENFRIAMIENTO EN EQUILIBRIO
L ⎯→ (A + B)MEreacción eutéctica
T
t
L
(40A – 60B)
Ap (66,7 % en peso)
L (80 A – 20 B)
Ap
(A+B)ME
L: 70 A – 30 B
(66,7 %)
A: 100 % A
(33,3 %)
CURVA DE ENFRIAMIENTO
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FASES - MICROCONSTITUYENTES
L
FASES: LMICROCONSTITUYENTES: L
L1) T1A
FASES: L y AMICROCONSTITUYENTES: L y A
2) T2
LAp
FASES: L y AMICROCONSTITUYENTES: L y Ap
Ap
(A+B)ME
FASES: A y BMICROCONSTITUYENTES: Ap y (A+B)ME
3) TE: Temp. eutectica 4) TAMBIENTE
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TIPO II: MICROCONSTITUYENTES
L
L+
APRIMARIA
Aprimaria
+(A + B)ME
Bprimaria
+(A + B)ME
TFA
TFB
ALEACIONES HIPOEUTÉCTICAS HIPEREUTÉCTICAS
L+
BPRIMARIATEL ⎯→ (A+B)
ME
(A+B)ME←⎯ L
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MICROCONSTITUYENTES EN %
100 % A 100 % ME 100 % B
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T i p o I I : A l - S i
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Al-Si: ALEACIONES HIPOEUTÉCTICAS
100 % Al1 Fase
92 % Al – 8 % Si2 Fases: Al y Si
Microconstituyentes: Al y ME
Mezcla EutécticaAl-Si
Al
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Al-Si: ALEACIONES
88 % Al – 12 % Si
Aleación eutéctica2 Fases: Al y Si
Microconstituyentes: 100 % ME
80 % Al – 20 % Si
Aleación hipereutéctica2 Fases: Al y Si
Microconstituyentes: Si y ME
Mezcla EutécticaAl-Si
Si
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Al-Si: ALEACIONES HIPEREUTÉCTICAS
50 % Al – 50 % SiAleación hipereutéctica
2 Fases: Al y Si
Microconstituyentes: Si y ME
100 % Si
1 Fase: Si
Mezcla EutécticaAl-SiSi
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DIAGRAMA DE FASES
TIPO III
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DIAGRAMA DE FASE TIPO III
“CUANDO DOS METALES SON COMPLETAMENTE SOLUBLES EN EL
ESTADO LÍQUIDO Y PARCIALMENTE SOLUBLES EN EL ESTADO
SÓLIDO”.
La mayoría de los metales muestran alguna solubilidad de uno con
otro en el estado sólido, este tipo de diagrama de equilibrio es más
común.
Cristales (granos) de metal A puro o metal B puro nunca solidifican,
pues existe solubilidad parcial entre ambos.
A temperatura ambiente su microestructura estará formada por una
fase de ó β, o por una mezcla de las 2 fases y β.
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DIAGRAMA DE FASE TIPO III
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DIAGRAMA DE FASE TIPO III
Primero se marcan las áreas de fase única, como son dos soluciones
sólidas se denominan por letras griegas: y β.
En : A es el solvente y B es el soluto (el que se disuelve).
En β: B es el elemento en mayor cantidad (solvente) y A es el
elemento que se disuelve (soluto).
Si las áreas de una fase se marcan primero, las áreas de dos fases
podrán determinarse fácilmente.
Las áreas bifásicas estarán limitadas por áreas de una fase.
Aparece una tercera línea: “ Solvus” que indica la cantidad máxima de
soluto que puede disolverse en el solvente.
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DIAGRAMA DE FASE TIPO III
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DIAGRAMA DE FASE TIPO III
Solución sólida : B se disuelve en A.Máxima solubilidad de B en A (punto F) 20 % a temperatura TE.
Máxima solubilidad a temperatura ambiente (punto H) 10 %.
Solución sólida β: A se disuelve en B.
Máxima solubilidad de A en B (punto G) 10 % a temperatura TE.
Máxima solubil idad a temperatura ambiente (punto J) 5 %.
En TE ocurre la reacción eutéctica:
L ( + β) MEZCLA EUTÉCTICA
Cualquier aleación que durante su enfriamiento (o calentamiento)cruce una línea horizontal sufrirá LA REACCIÓN EUTÉCTICA a
temperatura constante (reacción isotérmica).
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TIPO III: ENFRIAMIENTO EN EQUILIBRIO
Fase:
Microconstituyente:
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TIPO III: ENFRIAMIENTO EN EQUILIBRIO
Fases: yβ
Microconstituyentes: p y ME
Líquido: 60A – 40BL: 50A – 50B
P: 60A – 40B
P: 80A – 20B
% P = 60
L: 30A – 70B% L = 40
P: 80A – 20B(60%)
( +β)ME (40%)
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TIPO III: ENFRIAMIENTO EN EQUILIBRIO
Fases: yβ
Microconstituyentes: y β
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TIPO III: MICROCONSTITUYENTES
L
L+
PRIMARIA L + βP
PRIMARIA
+
( + β)ME
βPRIMARIA
+
( + β)ME
β
+β
β+
ALEACIONES HIPOEUTÉCTICAS HIPEREUTÉCTICAS
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TIPO III: % Fases – Regla de la Palanca
+ β
β
β
% β
Aleación
%
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TIPO III: % Microconstituyentes – Regla de la Palanca
PRIMARIA
+
( + β)ME
βPRIMARIA
+
( + β)ME
β
+β
β
+
P( +β)
MEZCLA βP
% (
+β
)
MEZCLA
% P
Aleación
% (
+β
)
MEZCLA
Aleación
% βP
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TIPO III: Pb - Sb
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Pb – Sb: ALEACIONES
ALEACIÓN
HIPOEUTÉCTICA
6,5 % SbFases: y
β
Microconst: p y ME
ALEACIÓN
EUTÉCTICA
11,5 % SbFases: y
β
Microconst: ME
ALEACIÓN
HIPEREUTÉCTICA
12,25 % SbFases: y
β
Microconst:βp y ME
P ( +β)ME
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TIPO III: Cu - Ag
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D I A G R A M A D
E F A S E : M
g – S n
L
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D I A G R A M A D
E F A S E : M
g – S n
L
L
+
Mg2Sn
+
Mg2Sn
Mg2Sn
+
Sn
L+
Mg2SnL +
n
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D I A
G R A M A D
E M I C R O C
O N S T I T U Y
E N T E S : M
g – S n
L
L
+
Mg2Sn P
+
( + Mg2
Sn)ME
Mg2Sn
+
(Mg2Sn + Sn)ME
L+
Mg2SnL +
+
Mg2Sn
Mg2Sn P+
(
+ Mg2Sn)ME
É
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Al - Cu: TRATAMIENTO TÉRMICO
PRINCIPALES REACCIONES ISOTÉRMICAS
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PRINCIPALES REACCIONES ISOTÉRMICAS