Diagramas de Fase

Ejercicios

Ejercicio 1:

Ejercicio 2:

Dibuje un diagrama de equilibrio binario eutéctico simple; dibuje la curva energía libre –composición para la temperatura eutéctica; describa el enfriamiento lento de la aleación eutéctica desde la fase líquida hasta la temperatura ambiente.

Ejercicio 3:

Redibuje el diagrama anterior para una aleación con solubilidad parcial en estado solido.

2

Ejercicio 4:

Ejercicio 5:

Ejercicio 6:

Del diagrama de equilibrio Calcule las temperaturas de fusión del Cu y del Ag, calcule el límite de solubilidad aproximado a 600 °C y dibuje la curva ΔG vs. Composición a 850 °C.

Con el diagrama de equilibrio Cu - Ni. Determinar para una aleación con el 40 % de Ni:

1500

Líquido 1400

1300

1200

1083º 111 11 ºº

Cl(Cu-Ni) 1000

900

O 1 O 20 30 40 50 60 70 80 90 1 O O

e o/o en Níquel Ni

a) Curva de enfriamiento, intervalo de solidificación, fases presentes en cada una de las

regiones que atraviesa.

b) Relación de fases y pesos de las mismas a 1250º C para una aleación de 600 kg.

Ejercicio 7:

Haciendo uso del diagrama Bi - Sb. Calcular para una aleación con 45 % de Sb:

�-------------- 630 .5º ºC

Líquido

11

L + Cl

271,4 º 111

Solución sólida Cl

O 1 O 20 30 40 50 60 70 80

Bi o/o en Antimonio

600

500

400

300

200

100

o

90 100

Sb

a) Transformaciones que experimenta al enfriarse lenta-mente desde el estado líquido hasta la

temperatura ambiente.

b) Dibújese la curva de enfriamiento.

c) * Si el enfriamiento no se verifica en condiciones de equilibrio, ¿cuál será la máxima diferencia

de concentración entre el centro de un grano y su periferia?

d) ¿A qué temperatura habrá un 50 % de aleación en estado líquido?

e) Porcentaje de las fases a 400ºC.

Ejercicio 8:

Ejercicio 9:

4. El diagrama de equilibrio de la figura corresponde al sistema Ag-Cu. Indicar utilizando el

diagrama:

ni ._ -ni

(1) a.

(1) 1-

11 00

1000

900

800

700

600

500

400

"""�1.

""

'/v;J , y , " J

� I" " "

.

3º

I"-8.8

. .

U qui jo

.... --V

a:l.1

. . . . .

1084 �/

V ¡..,- I

___.,

(Cu)

92.1 \ 1

. . . . . . .

O 1 O 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Ag Porcentaje en peso de Cobre Cu

a) Relación de fases en la mezcla eutéctica, a la temperatura de transformación eutéctica.

b) Para una aleación con un 20% de Cu, calcular el porcentaje de fases a 400ºC.

c) Para esta misma aleación del 20% de Cu, calcular el porcentaje de constituyentes a 400ºC.

d) Transformaciones que experimenta una aleación con un 6% de Cu desde 1000ºC hasta

temperatura ambiente.

Ejercicio 10:

5. El diagrama de equilibrio de la figura corresponde al sistema Cd-Zn. A partir del mismo, obtener:

450

400

350

266º

Q)

300

Q) 266º

250 2,58 17,4

(Cd)

200

o 20 40 60

Cd Porcentaje en peso de zinc

a) Porcentaje de la mezcla eutéctica a 200ºC.

419 ,58º

97,52o/o 320 ºC __..

80

97,87

(Zn)

100

Zn

b) Para una aleación con un 50% de Zn, calcular el porcentaje de fases a 200ºC.

c) Para una aleación del 60% de Zn, calcular el porcentaje de constituyentes a 300ºC.

d) Para una aleación de cadmio con el 8% de Zn, transformaciones que experimenta al

enfriarse desde los 400ºC.

Ejercicio 11:

6. Para la aleación plomo-estaño, del 30% en peso de plomo, cuyo diagrama de equilibrio se

representa en la figura siguiente, calcular a 100ºC:

350��������������

300 u º 250 ('a

_a 200 - Pb)183

°

97,8 � 150 E a> 100 1-

� (Sn)

50

o -+-��-'-+���-+-��..o........¡���-+-��-'--1

20 40 60 80o

Pb Porcentaje en peso de estaño

a) La cantidad relativa de cada fase presente.

100 Sn

Ejercicio 12: