DIAGRAMAS de EQUILIBRIO y Regla de la PALANCA 😛😀 Solubilidad Total

Summary

Este video explica los diagramas de fases, fundamentales para entender cómo se fabrican, estudian y analizan las aleaciones. Se muestra cómo se forman y solidifican los metales y aleaciones, destacando la diferencia en los procesos de solidificación entre metales puros y aleaciones. Además, se analiza cómo se desarrollan soluciones sólidas a nivel microscópico, y cómo los diagramas de fases permiten predecir el comportamiento de las aleaciones al enfriarse. Con ejemplos prácticos, como el caso de las aleaciones de cobre y níquel, el video presenta una base para comprender las propiedades y fases de las aleaciones, preparando a los espectadores para temas más complejos.

Takeaways

• 😀 Desde la antigüedad, se han desarrollado aleaciones con múltiples aplicaciones, y los diagramas de fases son fundamentales para estudiarlas y analizarlas.
• 😀 Un metal puro está formado por pequeños granos observados a escala microscópica, que se originan durante la solidificación del metal.
• 😀 Las aleaciones son mezclas de dos o más elementos, donde al menos uno de ellos es un metal, y tienen curvas de enfriamiento distintas a las de los metales puros.
• 😀 En aleaciones de dos componentes, la solidificación ocurre en un rango de temperaturas, no a temperatura constante, debido a la presencia de diferentes elementos.
• 😀 Las aleaciones están formadas por granos de distintas fases, que pueden formar soluciones sólidas por sustitución o inserción, dependiendo del tamaño de los átomos involucrados.
• 😀 La solubilidad de los componentes de la aleación puede ser total, parcial o incluso inexistente, lo que afecta la estructura y propiedades de la aleación.
• 😀 El diagrama de fases es una representación gráfica de las fases presentes en la aleación en función de la temperatura y su composición.
• 😀 En un diagrama de fases de una aleación de dos componentes con solubilidad total, siempre se obtiene una sola fase en estado sólido, como la solución sólida alfa.
• 😀 La zona entre las líneas de líquidos y solidus en un diagrama de fases representa una región bifásica donde coexisten metal líquido y sólido.
• 😀 Los diagramas de fases también permiten cuantificar porcentajes y masas de líquido y sólido en una aleación a diferentes temperaturas y composiciones.
• 😀 La regla de la palanca inversa es utilizada para calcular las masas relativas de las fases líquida y sólida en una aleación a una temperatura dada.

Q & A

¿Qué es un diagrama de fases y para qué se utiliza?

Un diagrama de fases es un mapa que muestra las fases presentes en la microestructura de una aleación en función de la temperatura y la composición. Se utiliza para entender cómo se comporta la aleación en diferentes condiciones térmicas y composicionales.

¿Cómo se forma un metal puro a escala microscópica?

Cuando un metal puro se enfría, la temperatura del líquido disminuye hasta alcanzar la temperatura de solidificación, momento en el cual comienzan a formarse pequeños núcleos cristalinos que crecen en todas las direcciones, formando dendritas que posteriormente dan lugar a los granos.

¿Cómo varía el proceso de solidificación en una aleación en comparación con un metal puro?

En una aleación, la solidificación no ocurre a una temperatura constante debido a la presencia de varios componentes. La solidificación se produce entre un rango de temperaturas, a diferencia de un metal puro que solidifica a una temperatura específica.

¿Qué es una solución sólida en una aleación?

Una solución sólida es una fase homogénea en la que los átomos de los diferentes elementos de la aleación se integran en la misma red cristalina, creando una estructura uniforme con propiedades y composición consistentes.

¿Qué factores determinan si los átomos de los solutos se sustituyen o se insertan en el cristal del disolvente?

El tipo de solución sólida, ya sea por sustitución o inserción, depende del tamaño de los átomos. Si los átomos tienen tamaños similares, los del soluto sustituyen a los del disolvente. Si los átomos del soluto son más pequeños, se insertan dentro de los cristales del disolvente.

¿Qué ocurre cuando los componentes de una aleación tienen solubilidad parcial o nula?

Cuando los componentes de una aleación tienen solubilidad parcial o nula, se forman microestructuras más complejas en lugar de una sola fase sólida, y pueden surgir nuevos compuestos químicos en lugar de soluciones sólidas.

¿Cómo se construye un diagrama de fases para una aleación binaria de solubilidad total?

El diagrama de fases de una aleación binaria de solubilidad total se construye representando la temperatura y la composición en función de las fases presentes. En este caso, se observa una única fase sólida en toda la región sólida del diagrama, y la aleación siempre forma una sola fase sólida sin importar la composición.

¿Qué indica la línea de líquidos en un diagrama de fases?

La línea de líquidos en un diagrama de fases indica la temperatura por encima de la cual la aleación está completamente en estado líquido. A medida que se disminuye la temperatura, la aleación empieza a solidificar.

¿Cómo se utiliza el diagrama de fases para calcular las proporciones de líquido y sólido en una aleación a una temperatura específica?

Se utiliza la regla de la palanca para calcular las proporciones de líquido y sólido. Al trazar una línea horizontal a través del punto de temperatura deseado en el diagrama, se pueden obtener las concentraciones de los componentes en fase líquida y sólida, y las proporciones relativas de cada fase mediante el análisis de los segmentos del diagrama.

¿Qué sucede en una aleación con una composición del 30% de A y 70% de B a 450°C?

A 450°C, la aleación con un 30% de A y 70% de B se encuentra en una región bifásica, compuesta por una mezcla de líquido y fase sólida Alfa. Usando el diagrama de fases, se pueden determinar las concentraciones de A y B en las fases líquida y sólida, y calcular las masas relativas de cada fase.