DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO EN PROCESOS METÁLICOS

CONTENIDOS:

• SOLIDIFICACIÓN• DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO O DE FASES

• DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO EN ALEACIONES• DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO EN ALEACIONES EUTÉCTICAS

• SOLIDIFICACIÓN DE NO EQUILIBRIO• TRANSFORMACIONES EN ESTADO SÓLIDO

SOLIDIFICACIÓN: CONCEPTO

1. PROCESO DE ENFRIAMIENTO METÁLICO 2. TEMPERATURA DE EQUILIBRIO:

1. LA E DEL LIQUIDO ES LA MISMA QUE SI ESTUVIERA EN ESTADO SÓLIDO

2. POR ENCIMA DE T, LA FASE ESTABLE ES LÍQUIDA3. POR DEBAJO DE T, LA FASE ESTABLE ES SÓLIDA

SOLIDIFICACIÓN: ETAPAS

1. NUCLEACIÓN: NÚCLEOS ESTABLES SÓLIDOS DENTRO DEL LÍQUIDO METALICO

2. CRECIMIENTO: FORMACIÓN DEL GRANOPROCESO TEÓRICO EXOTÉRMICO Y A VELOCIDAD MUY LENTA

SOLIDIFICACIÓN INDUSTRIAL: SUBENFRIAMIENTO

• METAL EN ESTADO LÍQUIDO POR DEBAJO DE Te• T DE SUBENFRIAMIENTO PUEDE SUBIR A Te POR SER UN PROCESO EXOTÉRMICO• PRIMEROS NÚCLEOS: EN LA PARED O A. NUCLEANTES

PROCESO DE SOLIDIFICACIÓN

VELOCIDAD DE SOLIDIFICACIÓN• DEPENDE DE LA VELOCIDAD DE NUCLEACIÓN Y CRECIMIENTO.

DEPENDEN DE LA FUERZA INDUCTORA Y DE LA DIFUSIÓN.

• DIFUSIÓN: • MAYOR CUANTO MENOR GRADO DE SUBENFRIAMIENTO

• FUERZA INDUCTORA: • MAYOR DIFERENCIA ENERGÉTICA ENTRE FASE SÓLIDA Y LÍQUIDA O MAYOR GRADO DE SUBENFRIAMIENTO.

FACTORES DECISIVOS:NUCLEACIÓN: FUERZA INDUCTORACRECIMIENTO: DIFUSIÓN

TAMAÑO DE GRANO: PROCEDIMIENTOS

• AUMENTAR LA VELOCIDAD DE NUCLEACIÓN: ELEVADO SUBENFRIAMIENTO

• FRAGMENTAR LOS GRANOS YA FORMADOS DURANTE EL CRECIMIENTO: AGITACIÓN DURANTE LA SOLIDIFICACIÓN

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO O DE FASES

• FASE: PARTE HOMOGÉNEA QUE DIFIERE EN COMPOSICIÓN, ESTADO O ESTRUCTURA

REGLA DE LAS FASES O DE GIBBS

• PERMITE CALCULAR EL Nº FASES EN EQUILIBRIO EN UN SISTEMA

• SISTEMA: CONJUNTO DE FASES INTERELACIONADAS CON DEPENDENCIA DE ESTADO.

• COMPONENTE: SUSTANCIA/LEMENTO QUIMICO

• GRADOS DE LIBERTAD: VARIABLES COMO P, T O COMPOSICIÓN QUE PODEMOS VARIAR SIN QUE VARIEN LAS FASES

• f= fases; g=grados libertad; c= componentes

F + g = c+ 2 F + g = c+ 1

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO EN ALEACIONES A P CONSTANTE

• PARA UNA SUSTANCIA PURA: LINEA RECTA

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO EN ALEACIONES A P CONSTANTE

• PARA UNA ALEACIÓN DE DOS METALES:• TOTALMENTE SOLUBLE • TA _ TB TEMPERATURAS SOLIDIFICACÍON

• LINEAS DE LÍQUIDUS Y SOLIDUS

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO

OBTENCIÓN DEL DIAGRAMA DE EQUILIBRIO A PARTIR DE LAS CURVAS DE ENFRIAMIENTO

REGLA DE LA HORIZONTAL

1. PERMITE CONOCER LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE DOS FASES COEXISTENTES

REGLA DE LOS SEGMENTOS INVERSOS

PERMITE CONOCER LA COMPOSICIÓN DE LA FASE SÓLIDA Y

LÍQUIDA

EJEMPLO DE SOLIDIFICACIÓN

A

EJERCICIO 1

P72