trabajo

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN MATURIN
ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
DIAGRAMA DE FASES
REALIZADO POR:
Carrión, Fernalia C.I: 20.140.993
Asignatura: Tecnología de los
materiales
Sección: V – Virtual
MATURÍN, FEBRERO DE 2016

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ÍNDICE GENERAL
INTRODUCCIÓN………………………………………………………………..
CONTENIDO……………………………………………………………………
1. Diagrama de fases ………………………………………………………...
2. Diagrama de fase de un solo componente………………………………...
3. Diagrama de fase binario…………………………………………………
4. Diagrama de fase hierro- carbono ……………………………………….
5. Fases en la que se consigue las aleaciones hierro-carbono……………….
CONCLUSIÓN……………………………………………………………….......
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INTRODUCCIÓN
Los diagramas son gráficas que representan las fases y estado en que pueden
estar diferentes concentraciones de materiales que forma una aleación a distintas
temperaturas. La mayoría de los diagramas de fase han sido construidos según
condiciones de equilibrio, siendo utilizadas por ingenieros y científicos para entender
y predecir muchos aspectos del comportamiento de materiales; debido a que aportan
valiosa información sobre la fusión, el moldeo, la cristalización y otros fenómenos.
El diagrama de hierro-carbono experimenta muchas fases como son la austenita,
cementita, ferrita, perlita, bainita, martensita, entre otras.
Estas fases pasan por muchos cambios debido a la temperatura y algunos
procesos como son el temple y el revenido, los cuales nos ayudaran a aumentar las
propiedades mecánicas de los materiales utilizados tales como la tenacidad, dureza,
entre otras.

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CONTENIDO
1. DIAGRAMA DE FASES
Son representaciones gráficas de las fases que están presentes en un sistema de
materiales a varias temperaturas, presiones y composiciones.
La mayoría de los diagramas de fase han sido construidos según condiciones de
equilibrio (condiciones de enfriamiento lento), siendo utilizadas por ingenieros y
científicos para entender y predecir muchos aspectos del comportamiento de los
materiales. Los diagramas de fases más comunes involucran temperatura versus
composición.
Los elementos químicos y las sustancias formadas por ellos salvo algunas
excepciones, pueden existir en tres estados diferentes: sólido, líquido y gaseoso en
dependencia de las condiciones de presión y temperatura en las que se encuentren y
esto se debe básicamente a las fuerzas intermoleculares. El diagrama que representa el
tránsito entre estos estados, se conoce como diagrama de fases.
En la figura 1 se representa el diagrama de fases de una sustancia.

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En los ejes están representados los valores de presión y temperatura y las tres curvas
AB, BD y BC, la frontera entre los diferentes estados.
Si el punto de presión y temperatura en que está la sustancia cae en alguna de las áreas
señaladas como sólido, líquido o gas, ese será su estado para esas condiciones.
En el diagrama están señalados además dos puntos particularmente importantes:
 Punto triple
En este punto en la sustancia coexisten en equilibrio los tres estados, está parcialmente
sólida, parcialmente líquida y parcialmente gaseosa. Obsérvese que para valores de
presión o temperatura más bajas que el punto triple la sustancia en cuestión no puede
existir en estado líquido y solo puede pasar desde sólido a gaseoso en un proceso
conocido como sublimación
 Punto crítico
El punto C indica el valor máximo de temperatura en el que pueden coexistir en
equilibrio dos fases, y se denomina punto crítico. Representa la temperatura máxima a
la cual se puede licuar el gas simplemente aumentando la presión. Gases a temperaturas
por encima de la temperatura del punto crítico no pueden ser licuados por mucho que
se aumente la presión. En otras palabras, por encima del punto crítico, la sustancia solo
puede existir como gas a esta temperatura.
Punto de ebullición

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 El punto de ebullición de una sustancia
Es aquel valor de temperatura para el cual coexisten en equilibrio, los estados líquido
y gaseoso a determinada presión. Los diferentes puntos de ebullición para las diferentes
presiones corresponderían a la curva BC.
Punto de fusión
 El punto de fusión de una sustancia
Es aquel valor de temperatura para el cual coexisten en equilibrio, los estados líquido
y sólido a determinada presión. Los diferentes puntos de fusión para las diferentes
presiones corresponderían a la curva BD.
2. DIAGRAMA DE FASES DE UN SOLO COMPONENTE
Los diagramas de fases de esta sección corresponden para una sustancia pura (la
composición se mantiene constante). Esto significa que las únicas variables de interés
son la presión y la temperatura. Por ello, estos diagramas se conocen como diagrama
P-T.
El diagrama P-Tdel agua se muestra, donde se observan regiones para tres fases
diferentes: sólido, líquido y vapor. Cada una de las fases existe en condiciones de
equilibrio a través de los intervalos presión-temperatura de su área correspondiente.
Cada una de las tres curvas de este diagrama (aO, bO y cO) son límites de fases.
Cualquier punto de estas curvas representa un equilibrio entre las dos fases a cada lado.
También, al cruzar una línea (al variar la presión o la temperatura), una fase se
transforma en otra. Por ejemplo, a una presión de 1 atm, durante el calentamiento,
ocurrirá la fusión del hielo a 0°C y posteriormente la vaporización del líquido a 100°C
(punto 2 y 3 de la Figura, respectivamente).

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3. DIAGRAMA DE FASES BINARIO
Los diagramas de fases binarios tienen sólo dos componentes. En ellos la presión se
mantiene constante, generalmente a 1 atm. Los parámetros variables son la temperatura
y la composición.
Los diagramas de fases binarios son mapas que representan las relaciones entre
temperatura, composición y cantidad de fases en equilibrio, las cuales influyen en la
microestructura de una aleación. Muchas microestructuras se desarrollan a partir de
transformaciones de fases, que son los cambios que ocurren entre las fases cuando se
altera la temperatura (en general, en el enfriamiento). Esto puede implicar la transición
de una fase a otra, o la aparición o desaparición de una fase

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4. DIAGRAMA DE FASES HIERRO-CARBONO
El estado actual del diagrama de equilibrio de las aleaciones hierro-carbono fue
establecido como resultado de las investigaciones hechas por varios científicos. La
elaboración de este diagrama fue empezada por D. Chernov, quien estableció en 1968
los puntos críticos del acero. Más tarde volvió a estudiar reiteradamente este diagrama.
N. Gutovski, M. Wittorft, Roberts Austen, Roozebom hicieron una gran aportación al
estudio de este diagrama. Los últimos datos acerca del diagrama están expuestos en las
obras de I. Kornilov.
Las aleaciones hierro-carbono pertenecen al tipo de aleaciones que forman una
composición química.
El carbono se puede encontrar en las aleaciones hierro-carbono, tanto en estado ligado
(Fe3C), como en estado libre (C, es decir, grafito), por eso, el diagrama comprende dos
sistemas:
Fe-Fe3C(metalestable); este sistema está representado en el diagrama con líneas llenas
gruesas y comprende aceros y fundiciones blancas, o sea, las aleaciones con el carbono
ligado, sin carbono libre (grafito);
Fe-C (estable); en el diagrama se representa con líneas punteadas; este sistema expone
el esquema de formación de las estructuras en las fundiciones grises y atruchadas donde
el carbono se encuentra total o parcialmente en estado libre (grafito).
En el diagrama de equilibrio Fe-C, se representan las transformaciones que
sufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento (o
enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesos de
difusión (homogeneización) tienen tiempo para completarse. Dicho diagrama se

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obtiene experimentalmente identificando los puntos críticos (temperaturas a las que se
producen las sucesivas transformaciones) por métodos diversos.
El diagrama hierro-carbono nos sirve para saber dónde se funden los metales y
que porcentaje de carbono tiene cada metal.
Los aceros eutectoides son aquellos en los que la fase austenitica sólida tiene
composición del eutectoide 0,77%
Los aceros hipereutectoides son aquellos en los que la fase austenítica sólida
tiene un contenido en carbono entre 0,77% y 0,022%.

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5. FASES EN LAS QUE SE PUEDE ENCONTRAR LAS ALEACIONES
HIERRO-CARBONO
Dentro del diagrama de equilibrio se encuentran:
 Ferrita: solución solida de Fe-a, con composición máxima del 0,025% de C a
732°C y de 0,008% a temperatura ambiente.
 Austenita: solución solida de Fe-y , con composición máxima del 2% de C, a
1130°C
 Cementita: compuesto definido con la formula CFe3de estructura ortorrombica
compuesto por 6,67% de C y 93.33% de Fe , es magnética hasta los 210%C.
 Perlita: constituyente compuesto por un 86,5% de ferrita y 13,5%de cementita,
de estructura laminar,
 Ledeburita: constituyente eutéctico con composición de 4,3% de carbono y
95,7% de hierro

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CONCLUSIÓN
Los diagramas de fase permiten que entendamos porqué las características de aceros
cambian con el contenido del carbón que diferencia y nos permiten hacer los aceros
con las características que requerimos. Los diagramas de fases son de gran utilidad para
estas investigaciones. Debido a que al aplicarle a un material cierto tratamiento térmico
(temple, recocido, revenido o normalizado), el diagrama de fases ayuda a predecir, por
ejemplo, a que temperatura el material lograría la solidificación, a que temperatura
fundiría, a que temperatura lograría el equilibrio cierta aleación, averiguar la
solubilidad, etc.
En muy diversas formas, la creación y difusión de nuevos materiales ha llevado a estos
a ocupar mercados que por muchos años fueron exclusivos, principalmente de metales
tradicionales. Uno de los ejemplos más claros se ha dado en la industria del cobre,
donde los principales sectores tradicionalmente basados en este metal han sufrido
gradualmente la inserción de los plásticos, el aluminio y la fibra óptica, por mencionar
sólo algunos materiales.