Diagrama de fase de metales y aleaciones

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Institución: Tecnológico de la laguna
Carrera: Mecatrónica
Materia: ciencias e ingeniería de los materiales
Docente: M.C. Fernanda Álvarez Vélez
Alumno: Eduardo Antonio Rodríguez Guerra
Matricula: 19131252
Investigación: Diagrama de fase de metales y aleaciones
Fecha de entrega 03 de abril del 2020
Fig.1
Primeramente un diagrama de fase es aquella herramienta teórica cuya finalidad es describir las diferentes fases por las cuales puede estar formado un material, pues cabe destacar que la combinación de dichas fases puede asignarle y a su vez alterar diversas propiedades del material en cuestión.
Características
Las fases solidas de un material cuentan con cierto tipo de características como: 
· Presentan las mismas propiedades físicas.
· Posee una interface definida en su entorno.
· Los átomos que forman la fase tienen la misma estructura o arreglo atómico.
· La fase tiene la misma composición química en todo su volumen.
Ahora bien es importante destacar que los materiales puros solamente cuentan con una fase, en cambio las aleaciones pueden poseer dos o más aleaciones al mismo tiempo.
Una vez aclarados ciertos conceptos básicos les describo la definición formal de un diagrama de fase:
Es un “mapa” que describe las fases presentes en un material en función de variables termo dinámicas. 
Cabe destacar que una microestructura (en gran parte de los casos), puede definirse a partir del diagrama de fases de la aleación que se esté estudiando. 
Ahora bien que es para comprender mejor este tema recordamos la definición de aleación, o mejor dicho, el origen de las aleaciones que si bien recordamos, una aleación es el producto que tenemos a partir de la mezclas de diferentes materiales (usualmente metales o elementos con propiedades similares), esto con la finalidad de que se obtenga un producto con las mejores propiedades de cada metal que lo conforme. 
Es importante destacar que al momento de optar por elaborar una aleación podríamos ser testigos de una de las siguientes situaciones:
1. Existe solubilidad ilimitada produciéndose una fase sólida. Un ejemplo común de esto, lo presenciamos al momento de mezclar agua con aceite o cuando mezclamos cobre con níquel, debido a que ambos elementos cuentan con una solubilidad ilimitada se forma una sola fase en estado sólido.
2. Existe solubilidad limitada, lo cual nos dice que uno de los componentes puede disolverse hasta cierto límite en el otro, en este caso somos testigos de la presencia de dos o hasta más faces, un ejemplo de aplicaciones solubilidad limitada es cuando mezclamos agua con sal, teniendo cierta cantidad de sal en mezcla con agua, podemos obtener agua salada, ahora bien si la cantidad de sal aumenta podríamos obtener fases como agua salada y sal n o disuelta.
Equilibrio y diagramas de fase
Antes de continuar es importante señalar que la determinación de los diagramas de fases o también conocidos como diagramas de equilibrio es por medio de la teoría o de la experimentación y a que debemos esto, pues si regresamos al concepto formal de diagrama de fase noes encontramos con la frase “variables termodinámicas”, dichas variables ocasionan que el cálculo tenga que caracterizarse como experimental o teórica.
Las ventajas que les puede traer a los científicos y tecnólogos emplear del diagrama de equilibrio son las siguientes:
1. Los elementos de partida convenientes para una determinada síntesis o proceso, así como las condiciones necesarias para su realización.
2. La proporción y naturaleza de las fases que componen las eventuales composiciones intermedias y finales del producto, en función de las variables: temperatura, presión, etc.
3. La temperatura de la primera formación de la fase líquida y su evolución con la temperatura.
4. La solubilidad de una fase en otra, en diferentes tipos de reacciones.
5. Las reacciones que puede sufrir un material en función de la temperatura, presión y entorno.
6. Las previsiones sobre la estructura microscópica, y en consecuencia, algunas de sus propiedades.
Ahora analizaremos un ejemplo de diagrama de fase pero esta vez aplicado algunas aleaciones:Fig.21
1.- Como vimos antes a partir de este diagrama es fácil concluir que al momento de que la aleación es sometida a una temperatura de 1300°C suponiendo que la aleación está formada por un 20% de níquel y un 80% de cobre.
En el diagrama se traza una línea horizontal en los1300°C y luego una línea vertical en el 20% que corresponde al níquel. A este punto formado por la intercesión de las líneas representan ala aleación.
Y la zona donde se ubica dicho punto recibe el nombre de fase o en dado caso fases. Para este ejemplo notamos que la aleación se encuentra en fase liquida a esa temperatura.
2.- La composición química de las fases presentes. Aquí se tienen dos casos:Fig.3
· Si la aleación posee una sola fase, la composición de la fase es igual a la composición de la aleación. 
· Si la aleación tiene dos fases, la composición de cada una de ellas se encuentra según se ilustra el siguiente diagrama. 
3.- La cantidad de cada fase, en facción o porcentaje, con respeto a la masa total de aleación. Para ello se utiliza la regla de la palanca.
					Fig. 4
 X Y
					
La segregación causa que la composición química de la pieza sólida no sea uniforme. Esta falta de uniformidad causa que las propiedades mecánicas de la pieza tampoco sean uniformes. Para ciertas aplicaciones, esta falta de proporcionalidad en las propiedades mecánicas puede resultar inconveniente. 
Ahora bien en la investigación que realice encontré un diagrama muy complejo que al estudiarlo ya analizarlo concluí que su complejidad se debía a que era representativo de solubilidad limitada aspecto que en los ejemplos pasados no habíamos visto. 
Este diagrama posee varios elemento que diferentes con respecto al anterior alguno de ellos son:
1. Posee líneas de solubilidad. Estas líneas indican cuando un componente precipita de otro de manera similar a como precipitaría sal de una solución de agua salada medida ésta se enfría.
2. Posee un punto eutéctico. En este punto todo el líquido se transforma instantáneamente en sólido. Debido a que la solidificación es rápida, al solido que se produce se le suele conocer como sólido eutéctico. 
Bibliografías:
ANÓNIMO
En el texto: (2020)
Bibliografía: Uca.edu.sv. 2020. [online] Available at: <http://www.uca.edu.sv/facultad/clases/ing/m210031/Tema%2006.pdf> [Accessed 4 April 2020].
ANÓNIMO
En el texto: (2020)
Bibliografía: 2020. [online] Available at: <https://alojamientos.uva.es/guia_docente/uploads/2013/469/45757/1/Documento27.pdf> [Accessed 4 April 2020].
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