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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA FISICOQUIMICA

“DIAGRAMA DE FASES”

DOCENTE: Ing. Edgar Segura / Ing. Arturo Lobato ALUMNO: YAMUNAQUE TAPIA Kevin CODIGO: 20171525E

2019-l

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Contenido OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 3 GENERALIDADES............................................................................................................................ 4 FUNDAMENTO TEORICO ............................................................................................................... 5 DIFERENTES DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO ............................................................................... 12 DIAGRAMA DE FASE DE UNA SUSTANCIA PURA ..................................................................... 12 DIAGRAMA DE FASE BINARIO ................................................................................................. 13 RELACIÓN ENTRE LAS PROPIEDADES Y DIAGRAMA DE FASES EN UNA ALEACIÓN ................. 13 EQUIPO A USAR ........................................................................................................................... 14 PROCEDIMIENTO ......................................................................................................................... 15 CUESTIONARIO ............................................................................................................................ 17 DATOS...................................................................................................................................... 17 40 gr Pb / 10 gr Sn ............................................................................................................... 17 20 gr Sn / 30 gr Pb ............................................................................................................... 18 GRAFICAR EL DIAGRAMA DE FASE Pb – Sn EXPERIMENTAL Y COMPARARLO CON EL TEORICO ................................................................................................................................................. 19 APLICACIONES DEL Pb ............................................................................................................. 20 APLICACIONES DEL Sn ............................................................................................................. 21 APLICACIONES DE LA ALEACION Pb – Sn................................................................................. 21 METODOS EXPERIMENTALES PARA CONSTRUIR UN DIAGRAMA DE FASE ............................. 22 METODOS ISOTERMICOS .................................................................................................... 22 METODOS DE ISOCOMPOSICION ........................................................................................ 23 METODO DE TEMPLE........................................................................................................... 24 METODOS DE OBSERVACION DIRECTA ............................................................................... 24 CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 25 RECOMENDACIONES ................................................................................................................... 25 BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................................. 26

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OBJETIVOS    

Conocer como construir un diagrama de fases, el punto eutéctico, curva de sólidos, líquidos, etc. Continuar con la aplicación de los conocimientos teoría con en el laboratorio verificando su certeza y vigencia. Desarrollar la capacidad del alumno para trabajar en equipo y continuar el proceso de liderazgo del alumno. Trazar el diagrama de equilibrio del sistema Plomo-Estaño a partir de composiciones diferentes en peso. Se utilizará el método del análisis térmico.

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GENERALIDADES Cuando un metal sufre un cambio de estado la transformación va acompañada de una absorción de calor o un desprendimiento de calor, si se trata de un calentamiento o enfriamiento respectivamente. Estos fenómenos térmicos se deben a las diferentes entalpias de la fase que se forma a partir de la primitiva y los correspondientes efectos térmicos se suelen designar como calores latentes de fusión y vaporización. Muchos metales experimentan cambios de fase cuando ya se encuentran en estado sólido tratándose de metales puros, tales cambios son alotrópicos y en las aleaciones son cambios de fase, como, por ejemplo, la descomposición de una solución solida en otras fases, la formación de una solución solida a partir de 2 o mas fases existentes, la precipitación de constituyentes secundarios para satisfacer los limites de equilibrio de la solubilidad, etc. Estos cambios en el estado solido suelen ir acompañados de efectos térmicos (no siempre puestos de manifiesto por el análisis térmico) y por cambios de volumen que son más fáciles de comprobar midiendo las correspondientes dilataciones o contracciones de una probeta de forma adecuada.

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FUNDAMENTO TEORICO En termodinámica y ciencia de materiales se denomina diagrama de fase o diagrama de estados de la materia, a la representación entre diferentes estados de la materia, en función de variables elegidas para facilitar el estudio de este. Cuando en una de estas representaciones todas las fases corresponden a estados de agregación, diferentes se suele denominar diagrama de cambio de estado. Los diagramas de equilibrio pueden tener diferentes concentraciones de materiales que forma una aleación a distintas temperaturas. Dichas temperaturas van desde la temperatura por encima de la cual un material está en fase líquida hasta la temperatura ambiente y en que generalmente los materiales están en estado sólido.

Los materiales en estado sólido pueden estar formados por varias fases. La combinación de estas fases define muchas de las propiedades que tendrá el material. Por esa razón, se hace necesario tener una herramienta teórica que permita describir las fases que estarán presentes en el material. Esa herramienta teórica se llama Diagrama de fase. Las fases sólidas en un material tienen las siguientes características: • • • •

Los átomos que forman la fase tienen la misma estructura o arreglo atómico. La fase tiene la misma composición química en todo su volumen. Presenta las mismas propiedades físicas. Posee una interfase definida con su entorno.

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UNI-FIGMM Los materiales puros solamente poseen una fase. Las aleaciones pueden poseer dos o más fases presentes al mismo tiempo. Una aleación se define como una solución en estado sólido. Una solución no es más que la mezcla de dos o más elementos químicos. Un diagrama de fases es un “mapa” que describe las fases presentes en un material en función de variables termodinámicas. Cuando se mezclan dos o más elementos para formar una aleación, se pueden dar las siguientes situaciones: 1. Existe solubilidad ilimitada produciéndose una fase sólida. El ejemplo típico de este caso es cuando se mezclan agua y alcohol. Para el caso de dos metales, el cobre y el níquel tienen solubilidad ilimitada, formándose una sola fase en estado sólido. 2. Existe solubilidad limitada, lo cual significa que uno de los componentes puede disolverse hasta cierto límite en el otro. En este caso se producen dos o más fases en la solución. El ejemplo típico es mezclar sal con agua. En ciertas cantidades, la sal se disuelve completamente en el agua, creando una fase (agua salada). Después de cierto límite, la sal no se disuelve más, generándose dos fases (agua salada + sal no disuelta). Para el caso de los metales, el cobre y el zinc tienen solubilidad limitada generándose varias fases en estado sólido. En el presente curso, se estudiarán los diagramas de fase binarios. Una aleación binaria está formada únicamente por la mezcla de dos componentes. La cantidad en que cada componente está presente en la mezcla se cuantifica por medio del porcentaje en peso. Suponga que se fabrica una aleación mezclando el componente A con el componente B. Los porcentajes en peso serán los siguientes:

Un diagrama de fase es un gráfico en cuyo eje vertical se mide la temperatura y en el eje horizontal se mide el porcentaje en peso de los componentes que forman la aleación. A continuación, se muestra el diagrama de fase de la aleación Cobre-Níquel.

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El diagrama de fases permite obtener la siguiente información: 1. Las fases presentes en la aleación en función de la temperatura y la composición química. Suponga que una aleación cobre-níquel se encuentra a una temperatura de 1300º C. Suponga que la aleación está formada por 20% Ni y 80% Cu. En el diagrama se traza una línea horizontal a 1300ºC y luego una línea vertical en 20% Ni. El punto donde se cruzan estas dos líneas representa a la aleación. El nombre de la zona donde queda ubicado el punto nos da el nombre de la fase o fases presentes. Para este ejemplo, la aleación se encuentra en fase líquida a esa temperatura y composición química.

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UNI-FIGMM 2. La composición química de las fases presentes. Aquí se tienen dos casos: o o

Si la aleación posee una 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 en el diagrama.

3. La cantidad de cada fase, en fracción o porcentaje, con respecto a la masa total de la aleación. Para ello se utiliza la regla de la palanca.

Durante la solidificación de las aleaciones ocurre la segregación. Este fenómeno consiste en que la composición química del sólido que se forma primero es diferente a la del sólido que se forma, por último. Esto es consecuencia del diagrama de fases.

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UNI-FIGMM 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 uniformidad en las propiedades mecánicas puede resultar inconveniente. Cuando la solubilidad es limitada, el diagrama de fases es diferente. A continuación, se muestra el diagrama de fases de una aleación de estaño y plomo.

Este diagrama posee dos diferencias significativas con respecto al anterior: 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 a 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, no se da por nucleación y crecimiento por lo que el sólido que se forma resulta con una estructura diferente. A ese sólido se le llama sólido eutéctico. El sólido eutéctico se forma siempre a una misma temperatura, la cual se le llama temperatura eutéctica. La solidificación de una aleación binaria con solubilidad limitada puede darse de las siguientes maneras:

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UNI-FIGMM No hay precipitación ni eutéctico. La aleación solidifica igual a una aleación con solubilidad ilimitada. Al final del proceso se tiene la fase sólida α

Durante el enfriamiento la aleación pasa por una línea de solubilidad, generándose la precipitación de un componente. Para el ejemplo, de la fase sólida α precipitan pequeñas partículas de sólido β. α y β son sólidos que difieren entre sí por su composición química.

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UNI-FIGMM La aleación tiene la composición eutéctica. Arriba de la temperatura eutéctica (183ºC para el ejemplo) toda la aleación es completamente líquida. Por debajo de dicha temperatura, todo es sólido eutéctico.

La aleación posee dos fases sólidas. Una de las fases (α en este caso) se forma arriba de la temperatura eutéctica. Por esa razón se llama α proeutéctico. La otra fase es el sólido eutéctico.

Para cada uno de estos casos, la microestructura del sólido a temperatura ambiente es diferente (sólido α, sólido α + precipitado de β, sólido eutéctico, sólido α + sólido eutéctico). Además, a la derecha del punto eutéctico se forma sólido β + sólido eutéctico, sólido β + precipitado de α, y sólido β. Esta gama de combinaciones de fases trae como consecuencia que las propiedades de cada una de las aleaciones sean diferentes. La conclusión es que la mezcla de dos metales en cantidades diferentes produce aleaciones diferentes las cuales tienen propiedades diferentes entre sí. Esto valida una de las ideas centrales de la Ciencia de los Materiales: las propiedades de un material dependen de su estructura.

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DIFERENTES DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO Estos son todos aquellos a los que los diagramas de equilibrio más sencillos son los de presióntemperatura esta es una sustancia pura, como puede ser el del agua. En el eje de ordenadas se coloca la presión y en el de abscisas la temperatura. Generalmente, para una presión y temperatura dadas, el cuerpo presenta una única fase excepto en las siguientes zonas: 

Punto triple: En este punto del diagrama coexisten los estados sólidos, líquido y gaseoso. Estos puntos tienen cierto interés, ya que representan un invariante y por lo tanto se pueden utilizar para calibrar termómetros.

Dos metales (A, B) a temperaturas superiores a sus respectivos puntos de fusión (TA, TB) se encuentran en estado líquido pudiéndose disolver y conformar así una fase única líquida. Esto quiere decir que no podemos establecer diferencias de comportamiento u observación entre las distintas partes del líquido y que los metales en las proporciones mezcladas tienen la propiedad de miscibilidad. Si la mezcla líquida, XA + XB, la sometemos a un proceso de solidificación, mediante enfriamiento, llegamos a obtener el producto que se denomina aleación de los metales A y B. Es conocido que las aleaciones mejoran las características de los metales puros. Realmente debería decirse que introducen variables que diferencian el comportamiento de los metales puros que las componen, porque en algunas circunstancias pueden perjudicar sus propiedades. Obviamente, conformar una aleación es uno de los medios más primitivos que la ingeniería ha dispuesto para actuar sobre las propiedades de los metales puros, incluso históricamente la aleación es predecesora como lo justifica el bronce. En ciencia de materiales se utilizan ampliamente los diagramas de fase binarios, mientras que en termodinámica se emplean sobre todo los diagramas de fase de una sustancia pura.

DIAGRAMA DE FASE DE UNA SUSTANCIA PURA Existen diferentes diagramas según los materiales, sean totalmente solubles en estado sólido y líquido, o sea miscibles, o que sean insolubles. También pueden darse casos particulares. Uno de los diagramas de equilibrio más clásico es el de los aceros que tiene particularidades, donde afecta claramente la concentración y las diferentes cristalizaciones que pueden darse en el hierro en estado sólido y a diferentes temperaturas. Pares (presión, temperatura) de transición de fase entre:    

Dos fases sólidas: Cambio alotrópico Entre una fase sólida y una fase líquida: fusión - solidificación Entre una fase sólida y una fase vapor (gas): sublimación - deposición (o sublimación inversa) Entre una fase líquida y una fase vapor: vaporización - condensación (o licuefacción)

Es importante señalar que la curva que separa las fases vapor-líquido se detiene en un punto llamado punto crítico (La densidad del líquido y vapor son iguales). Más allá de este punto, la materia se presenta como un fluido supercrítico que tiene propiedades tanto de los líquidos como de los gases. Modificando la presión y temperatura en valores alrededor del punto crítico se producen reacciones que pueden tener interés industrial, como por ejemplo las utilizadas para obtener café descafeinado.

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UNI-FIGMM Es preciso anotar que, en el diagrama P-T del agua, la línea que separa los estados líquido y sólido tiene pendiente negativa, lo cual es algo bastante inusual. Esto quiere decir que aumentando la presión el hielo se funde, y también que la fase sólida tiene menor densidad que la fase líquida.

DIAGRAMA DE FASE BINARIO Cuando aparecen varias sustancias, la representación de los cambios de fase puede ser más compleja. Un caso particular, el más sencillo, corresponde a los diagramas de fase binarios. Ahora las variables a tener en cuenta son la temperatura y la concentración, normalmente en masa. Hay punto y líneas en estos diagramas importantes para su caracterización:      

Sólido puro o solución sólida Mezcla de disoluciones sólidas (eutéctica, eutectoide, peritéctica, peritectoide) Mezcla sólido - líquido Únicamente líquido, ya sea mezcla de líquidos inmiscibles (emulsión)o un líquido completamente homogéneo. Mezcla líquido - gas Gas (lo consideraremos siempre homogéneo, trabajando con pocas variaciones da altitud).

En un diagrama binario pueden aparecer las siguientes regiones:    



Línea de liquidez, por encima de la cual solo existen fases líquidas. Línea de sólidos, por debajo de la cual solo existen fases sólidas. Línea eutéctica y eutectoide. Son líneas horizontales (isotermas) en las que tienen lugar transformaciones eutécticas y eutectoides, respectivamente. Línea de solvus, que indica las temperaturas para las cuales una disolución sólida (α) de A y B deja de ser soluble para transformarse en dos disoluciones sólidas (α) + (β) de distinta composición en A y B. Concentraciones definidas, en las que tienen lugar transformaciones a temperatura constante: o Eutéctica o Eutectoide o Peritéctica o Peritectoide o Monotéctica o Monotectoide o Sintéctica o Catatéctica

RELACIÓN ENTRE LAS PROPIEDADES Y DIAGRAMA DE FASES EN UNA ALEACIÓN Una aleación de cobre-níquel es más resistente que el cobre puro o que el níquel puro debido al endurecimiento por solución sólida. La resistencia del cobre aumenta por endurecimiento por solución solida hasta que se agrega alrededor de 67% de Ni. El níquel puro es endurecido por una solución solida cuando se le incorpora hasta 33% de Cu. Se obtiene la resistencia máxima de una aleación de Cu-67%Ni, conocida como Monel. El máximo está más cerca del lado del níquel puro del diagrama de fases debido a que el níquel es más resistente que el cobre. 13

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EQUIPO A USAR        

1 horno de laboratorio a gas. 1 crisol de grafito, carburo de silicio o porcelana de 50 ml de capacidad. 1 termómetro de -10 a 420°C. 1 pinza para sujetar el crisol y cronómetro. Pb puro, Sn puro y una balanza. 1 mechero de gas, 1 bagueta. 1 soporte universal y 1 pinza para sujetar el termómetro. 1 lingotera

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PROCEDIMIENTO Preparar una serie de aleaciones de Pb y Sn, las cuales son completamente solubles una en otro en el estado líquido, completamente insolubles entre si en el estado solido y forman un eutéctico. Las aleaciones por preparar son, sobre un total de 50 gr. 1. Pesamos las cantidades de Plomo (Pb) y Estaño (Sn) requeridas para elaborar la aleación de los metales. 2. Armamos el equipo tal como se muestra en la imagen.

3. Colocamos el Crisol con el Sn y el Pb dentro del horno.

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UNI-FIGMM 4. Prendemos el Mechero y lo colocamos debajo del crisol y esperamos a que los metales se fundan.

5. Agitamos la solución con la bagueta para homogeneizarla y apagamos el mechero, introducimos el termómetro para medir la temperatura. 6. Una vez que la temperatura ha llegado a su punto máximo y comienza el descenso comenzamos a tomar mediciones de la temperatura a intervalos de 10 segundos hasta que la solución haya solidificado por completo.

7. Calentamos una vez más hasta lograr retirar el termómetro y conseguir una solución líquida. 8. Vertemos la solución mientras se encuentra líquida en la lingotera que ha sido previamente calentada y conseguimos un lingote de forma cónica.

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CUESTIONARIO DATOS 40 gr Pb / 10 gr Sn Tiempo (s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190

Temperatura (°C) 383 375 372 362 356 345 336 328 320 312 305 297 292 284 280 275 270 264 258 253

Tiempo (s)

Temperatura (°C) 248 244 239 234 229 225 220 217 212 209 206 202 198 195 192 188 185 182 179 178

200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390

Tiempo (s) 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590

Temperatura (°C) 175 171 167 164 159 156 154 151 148 145 143 141 139 136 134 132 130 128 127 125

450 400

Temperatura (°C)

350 300 250 200 150

100 50 0 0

100

200

300

400

500

600

700

Tiempo (s)

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20 gr Sn / 30 gr Pb Tiempo (s)

Temperatura Tiempo (s) (°C)

Temperatura Tiempo (s) (°C)

Temperatura (°C)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

356 353 346 339 331 323 315 306 302 295 290 286 277 271 266

260 255 250 246 241 238 233 228 223 218 215 211 207 204 201

198 196 195 193 190 188 186 183 182 180 180 180 179 179 178

150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290

300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440

400

350

300

Temperatrua (°C)

250

200

150

100

50

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Tiempo (s)

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GRAFICAR EL DIAGRAMA DE FASE Pb – Sn EXPERIMENTAL Y COMPARARLO CON EL TEORICO

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El diagrama de fase obtenido de la aleación binaria Pb Sn se muestra como una placa superpuesta sobre el diagrama teórico. En el diagrama experimental observamos que la línea de liquidus está por debajo de la teórica y que la línea de solidus no es exactamente una recta. El diagrama de fase representa un caso teórico y en la práctica se utiliza para estudiar las transformaciones a pequeñas velocidades de calentamiento o enfriamiento.

APLICACIONES DEL Pb El plomo se ha utilizado durante muchos siglos en fontanería y conducciones de agua, en protección y techado de edificios, en menaje de cocina y doméstico y en objetos ornamentales. Su elevada densidad le hace muy indicado para anclas, contrapesos y munición, así como pantalla protectora contra radiaciones diversas y protección acústica. Las propiedades electroquímicas del plomo se utilizan ampliamente para sistemas de almacenamiento de energía eléctrica por medio de la batería plomoácido, ampliamente utilizada en vehículos automóviles, en sistemas estacionarios de comunicaciones, en medicina y, en general, donde es necesario asegurar la continuidad de los servicios y sistemas. Algunos compuestos de plomo, particularmente los óxidos brillantemente coloreados, se han utilizado durante muchísimo tiempo, en pinturas y pigmentos, en vidrios y en barnices para la cerámica. Los usos finales del plomo, es decir, su aplicación práctica, han variado de forma drástica en lo que va de siglo. Usos clásicos, como la fontanería, la plancha para industrias químicas y para la construcción, las pinturas y los pigmentos, los cables eléctricos, etc., han retrocedido de forma sensible. En la gasolina la utilización del plomo tiende a desaparecer, obedeciendo a exigencias legales. La realidad es que hay usos muy especiales del plomo, que le hacen indispensable o difícilmente sustituible son, entre otros:    

Baterías para automoción, tracción, industriales, aplicaciones militares, servicios continuos y de seguridad, energía solar, etc. Protección contra radiaciones de todo tipo. Vidrios especiales, para aplicaciones técnicas o artísticas; o Protección contra la humedad, cubiertas y techumbres. Soldadura, revestimientos, protección de superficies, etc.

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APLICACIONES DEL Sn         

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Se usa como protector del hierro, del acero y de diversos metales usados en la fabricación de latas de conserva. También se usa para disminuir la fragilidad del vidrio. Los compuestos de estaño se usan para fungicidas, tintes, dentífricos y pigmentos. Se usa para realizar bronce, aleación de estaño y cobre. Se usa para la soldadura blanda, aleado con plomo. Se usa en aleación con plomo para fabricar la lámina de los tubos de los órganos musicales. Tiene utilidad en etiquetas. Recubrimiento de acero. Se usa como material de aporte en soldadura blanda con cautín, bien puro o aleado. La directiva RoHS prohíbe el uso de plomo en la soldadura de determinados aparatos eléctricos y electrónicos. El estaño también se utiliza en la industria de la cerámica para la fabricación de los esmaltes cerámicos. Su función es la siguiente: en baja y en alta es un opacificante. En alta la proporción del porcentaje es más alto que en baja temperatura. Es usado también en el sobretaponado de botellas de vino, en forma de cápsula. Su uso se extendió tras la prohibición del uso del plomo en la industria alimentaria. España es uno de los mayores fabricantes de cápsulas de estaño.

APLICACIONES DE LA ALEACION Pb – Sn El agregado de estaño al plomo o a las aleaciones de plomo aumenta la dureza y la resistencia. Sin embargo, las aleaciones de plomo-estaño se utilizan con mayor frecuencia como metales para soldadura por sus óptimas características de fusión y “mojado” (pues disminuye la tensión superficial). El estaño da a la aleación la capacidad de mojar y unir metales tan disímiles como el acero y el cobre, pues el plomo sin alear tiene pobres características de humectación. Estaño combinado con plomo y bismuto o cadmio constituye el ingrediente principal de muchas aleaciones de bajo punto de fusión. Plomo arsenical se utiliza para revestimiento de cables. El arsénico es, a menudo, un endurecedor de aleaciones de plomo-antimonio y es esencial para la producción de perdigones.

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METODOS EXPERIMENTALES PARA CONSTRUIR UN DIAGRAMA DE FASE Existen distintos procedimientos experimentales para obtener los datos necesarios para trazar los diagramas de equilibrio. En la mayoría de los casos se utilizan varios de ellos para obtener los datos que nos van a permitir trazar dichos diagramas. Presentamos los diferentes procedimientos experimentales y la forma en los que los resultados se trasladan al trazado de los diagramas de fase.

METODOS ISOTERMICOS Permite el trazado de la curva de liquidus mediante una separación de fases. Se separa la fase líquida de la fase sólida y se determina la composición de la fase sólida a esa temperatura mediante medios físicos o químicos. Este estudio permite determinar la existencia de una o dos fases en el material y determinar los dominios de existencia de las fases intermedias. Podemos asegurar que las microestructuras observadas son de equilibrio ya que enfriamientos rápidos podrían llevar a microestructuras metaestables. Para evitar este problema se pueden realizar recocidos a temperaturas en las que se halle favorecida la difusión y se alcancen las condiciones de equilibrio, seguidos de temple, con lo que se consigue congelar la estructura a la temperatura que se hubiera fijado. Se procede igual que para estudios microscópicos, es decir, las muestras de composiciones diferentes se recuecen a una determinada temperatura, y después se templan. En el intervalo de una solución sólida monofásica, la red cristalina es la misma pero el parámetro de red cambia progresivamente con la composición. El límite de la solución sólida será aquel en el que el parámetro de red permanece constante al aparecer otra fase. A partir de ese punto, el parámetro de red no cambia ya que las dos fases tienen la misma composición.

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METODOS DE ISOCOMPOSICION Estos métodos se llaman dinámicos, frente a los estáticos que se realizan a temperatura constante (isotérmicos), se estudia la evolución de una propiedad física y requieren en primer lugar alcanzar el estado de equilibrio. En los métodos de isocomposición la temperatura varía constantemente con la medida y no se espera que se alcance el equilibrio. Es el método más importante dentro de este grupo. Este tipo de métodos es, con diferencia, el más empleado. El principio es bastante simple. Si la temperatura de un cuerpo que no sufre ningún cambio de fase se determina en función del tiempo durante el enfriamiento, la curva resultante no contendrá ningún salto. La existencia de un cambio de fase viene acompañada de un intercambio de calor que da lugar un retraso en el enfriamiento. En un componente puro cuando se alcanza la temperatura de solidificación, la temperatura se mantendrá constante debido a que se genera el calor latente de solidificación y a que al existir dos fases la temperatura debe permanecer constante. Durante el tramo horizontal de la curva, van cambiando las cantidades relativas de la fase sólida y líquida, hasta que se completa el paso al estado sólido.

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METODO DE TEMPLE Se utiliza para observar el estado de equilibrio obtenido a temperaturas elevadas. Se trata de utilizar una serie de muestras de la misma composición a las que se las calienta a una temperatura determinada y después de intervalos determinados de tiempo se sacan del horno y se templan. Se evalúa la cantidad de fase transformada por algún método como el análisis de imagen.

METODOS DE OBSERVACION DIRECTA Se pueden utilizar microscopios con platinas calientes o frías en las cuales se observan directamente los cambios de fase que se van produciendo a medida que se calienta o de enfría un sistema.

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CONCLUSIONES 

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El diagrama de fases muestra los estados estables, es decir los estados que en unas condiciones dadas poseen el mínimo de energía libre. De acuerdo con esto los cambios de estado reflejados en el diagrama también se refiere a las condiciones de equilibrio. Los diagramas de fases constituyen un conveniente y conciso medio para representar las fases más estables de una aleación. En esta discusión se consideran los diagramas de fases binarios en los cuales la temperatura y la composición son variables. El diagrama de fases es muy útil cuando se desea saber que fases están presentes a cierta temperatura, en el momento de diseñar un proceso de fabricación para un producto metálico. La regla de fases da la dependencia cuantitativa entre el grado de libertad del sistema y el número de fase y componentes

RECOMENDACIONES  Introducir el termómetro dentro del crisol de modo que solo la punta metálica del termómetro pueda chocar con la aleación fundida.  Encender el horno hasta que la aleación este por lo menos 350°C por encima de su punto de fusión, agitando el baño con la bagueta.  No introducir el termómetro en la aleación si esta está a más de 420°C porque el termómetro podría estallar. Por lo cual es recomendable esperar un momento hasta que la aleación se enfríe hasta por debajo de dicha temperatura.  Calentar la lingotera antes de verter la aleación Pb - Sn pues estas se encontrarán a alta temperatura.  Tomar el crisol con la pinza con mucho cuidado y manteniéndolo a cierta distancia del rostro ya que podría estallar debido al cambio de temperatura y podría dañar la vista.

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BIBLIOGRAFIA       

http://www.revistareduca.es/index.php/reduca/article/viewFile/944/961 Skoog D.A., Crouch S.R., Holler F.J. 2009. Principios de Análisis Instrumental. Cengage Learning., México. Willard H.H., Merrit L.L. Jr., Dean J.A. y Settle F.A. Jr. (1991). Métodos Instrumentales de Análisis. Grupo Editorial Americana, México. Rubinson K. A. y Rubinson J. (2000). Análisis Instrumental. Prentice Hall. Madrid http://ocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/tecnologia-de-materiales-industriales/material-declase-1/Tema5-Diagramas_de_fase-final.pdf

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