EJERCICIOS DE TECNOLOGIA DE MATERIALES - INGENIERIA AMBIENTALSolucin de los ejercicios

9.7. Determine la temperatura del liquidss, la temperatura de solidus y el rango de solidificacin para las composiciones cermicas de NiO-MgO siguientes (figura 9-8).

a) Ni0-30% mol MgOb) NiO-45% mol MgOc) Ni0-60% mol MgOd) NiO-85% mol MgO

Solucin

Como se puede apreciar en la figura, las temperaturas de liquidus y solidos de los diferentes porcentajes son:

Para el NiO 30% MgO : solidus = 2140 C y liquidus = 2340 C (Lneas naranja) Para el NiO 45% MgO : solidus = 2250 C y liquidus = 2465 C (Lneas verde) Para el NiO 60% MgO : solidus = 2370 C y liquidus = 2585 C (Lneas moradas) Para el NiO 85% MgO : solidus = 2620C y liquidus = 2730 C (Lneas celestes)

El rango de solidificacin para los distintos porcentajes es:

Para el NiO 30% MgO: 2340 - 2140 = 200 C Para el NiO 45% MgO: 2465 - 2250 = 215 C Para el NiO 60% MgO : 2585 - 2370 = 215 C Para el NiO 85% MgO: 2730 - 2620 = 110 C

9.8. Determine la temperatura de liquidus, la temperatura de solidus y el rango de solidificacin para las composiciones cermicas de MgO-FeO siguientes (9- 18).a) MgO-25% peso FeOb) MgO-45% peso FeOc) MgO-65% peso FeO d) Mg0-80% peso FeO

20806040

Como se puede apreciar en la figura, las temperaturas de liquidus y solidos de los diferentes porcentajes son:

Para el 25% NiO : solidus = 2260 C y liquidus = 2600 C (Lneas rojas) Para el 45% NiO : solidus = 1930 C y liquidus = 2360 C (Lneas amarillas) Para el 65% NiO : solidus = 1640 C y liquidus = 2040 C (Lneas verdes) Para el 80% NiO : solidus =1470C y liquidus = 1740 C (Lneas moradas)

El rango de solidificacin para los distintos porcentajes es:

Para el MgO-25% FeO : 2600 - 2260 = 340 C Para el MgO-45% FeO : 2360 - 1930 = 430 C Para el MgO-65% FeO : 2040 - 1640 = 400 C Para el MgO-85% FeO : 1740 - 1470 = 270 C

9.20 Se desea producir un cermico MgO-FeO que tenga un 30% en peso de slido a 2000C. Determine la composicin original del material cermico en % en peso (figura 9-18).

S=(Mg.FeO)O

Observamos que solo est presente la fase slida, el cual corresponde a la composicin general de la aleacin de 35% Observamos que solo est presente la fase slida, el cual corresponde a la composicin general de la aleacin de 35%

9.21 Suponga que un bao de 1200 Ib de una aleacin de Nb-40% en peso de W se mantiene a 2800C. Cuntas libras de tungsteno pueden agregarse a este bao antes que se forme algn slido? Cuntas libras de tungsteno deben agregarse para que todo el bao sea slido? (figura 9-19).

A

Para que se forme algn solido a 2800 C se tiene que estar en el punto A, siendo el 49 % en peso de tungsteno (W). En la aleacin original hay 40 % en peso de tungsteno, entonces hay (0.4)*(1200 lb) = 480 lb de W, restando nos queda que 1200 480 = 720 lb de Niobio (Nb). Entonces para que se produzca el primer solido a 49 % se tendr:B

Entonces se deber agregar de tungsteno 692 480 = 212 Lb Para que el bao sea solido la aleacin debe estar pasando apenas el punto B, siendo ah el porcentaje en peso del W igual a 70 %, entonces se tiene que:

Entonces se debern agregar 1680 480 = 1200 Lb de W9.25 Suponga que un crisol fabricado en nquel puro se utiliza para contener 500 gramos de cobre lquido a 1150C. Describa lo que ocurrir con el sistema si se conserva a esta temperatura durante varias horas. Explique.

A las primeras horas todo ser lquido, pero con el correr del tiempo, por la solubilidad ilimitada que presenta el Cobre (Cu) y Nquel (Ni), el cobre se disuelve a nquel hasta que el cobre contiene suficiente nquel para que comience la solidificacin y posteriormente la total solidificacin.Al 10 % Ni disuelto empieza la solidificacin:

Al 18 % Ni disuelto, todo ya es slido:

9.28 A un material cermico de Ni0-60% mol de MgO se le permite solidificar. Determine:a) La composicin del primer slido que se forma yb) La composicin del ltimo lquido que solidifica bajo condiciones de equilibrio.AB

El primer solido que se forma es en el punto B, puesto que all es donde el lquido comienza a solidificarse y a coexistir las dos fases. Por tanto su composicin es: El lquido tiene 60 % de MgO y el slido 83 %MgO. El ultimo liquido en solidificarse se da en el punto A, puesto que a partir de ah todo se vuelve slido. Por tanto tiene la composicin de que el lquido tiene 35% de MgO y el slido 60% MgO.9.30 Para condiciones de equilibrio y para un material cermico MgO con 65% en peso de FeO, determine:a) La temperatura de liquidus,b) La temperatura de solidus,c) El rango de solidificacin,d) La composicin del primer slido que se forma durante la solidificacin,e) La composicin del ltimo lquido a solidificarse,f) Las fases presentes, sus composiciones y cantidades a 1800C yg) Las fases presentes, sus composiciones y cantidades a 1600C (figura 9-18).BACB1B1

La temperatura de liquidus es 2060 CD

La temperatura de solidus es 1660 C. Rango de solidificacin: 2060 1660 = 400 C. La composicin del primer slido formado es: El Lquido tiene 65 % de FeO y el Slido tiene 37 % de FeO.( Tramo B B1) La composicin del ltimo a solidificarse es: Solido 65 % de FeO y Liquido 87 % FeO. A 1800 C hay dos fases presentes, las cuales presentan: Solido 53 % FeO y slido 77 % FeO.(Punto C ) A 1600 solo est presente la fase slida, por lo que el slido deber contener 65 % de solidos FeO. (Punto D)ALUMNO BECERRA HUANGAL VITER