1. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL
INTERDISCIPLINARIA
DE INGENIERÍA, CIENCIAS SOCIALES Y
ADMINISTRATIVAS
Aleaciones y diagrama de fases
Integrantes:
Aguilar Bautista Raquel
Arce Hernández Joan Manuel
Díaz Castillo Carlos
Tovar Núñez Isabel Tracy
Secuencia: 2IV50
Profesor: Morales Flores Mario Martin
fecha:12/02/13

2. ALEACIONES

3. Definición
 sustancia compuesta por dos o más
metales. Las aleaciones, al igual
que los metales puros, poseen brillo
metálico y conducen bien el calor y
la electricidad, aunque por lo
general no tan bien como los
metales por los que están formadas.
Las sustancias que contienen un
metal y ciertos no metales,
particularmente las que contienen
carbono, también se llaman
aleaciones. La más importante entre

4. Tipos de aleaciones
aleaciones Homogéneas Aleaciones heterogéneas
 son mezclas  Son aleaciones en las
homogéneas en las que
los componentes que los
 están uniformemente componentesno están
dispersos. Los átomos uniformemente
del soluto componente dispersos.
minoritario) se Laspropiedades de
 distribuyen al azar entre estas aleaciones
los átomos del dependenno sólo de la
disolvente (componente
mayoritario). composición sino de la
maneraen que se ha
formado el sólido

5. Tipos de aleaciones
Aleación sustitucional Aleaciones intersticial
 aquellas aleaciones en las  es aquella en la cual
que los átomos del elemento los átomos de soluto se colocan en los
espacios intersticiales
en menor proporción del metal (disolvente). Es condición
(metal soluto) ocupan o necesaria que el átomo de soluto sea
sustituyen lugares en los que suficientemente pequeño para que al
antes se encontraban átomos ocupar su posición no altere
notablemente la energía del cristal.
del elemento en mayor
proporción (metal solvente).  En general, la solubilidad intersticial en
los metales es muy limitada dado que
 Un ejemplo de aleación los átomos metálicos se disponen en
sustitucional es la estructuras compactas.
aleación oro-cobre. El número  Un ejemplo de aleación intersticial es
de átomos de oro por cada 24 el carbono añadido al hierro para la
fabricación de aceros.
átomos determina el quilataje

6. Compuestos intermetalicos
 son aleaciones homogéneas que tienen
 propiedades y composición definidaEj: latón-
 β(CuZn), duralumino (CuAl2), Ni3Al, Cr3Pt],
 cementita (CFe3

7. Propiedades de las aleaciones
 Las aleaciones presentan brillo
metálico y alta conductibilidad
eléctrica y térmica, aunque
usualmente menor que los metales
puros. Las propiedades físicas y
químicas son, en general, similares a
la de los metales, sin embargo las
propiedades mecánicas tales como
dureza, ductilidad, tenacidad etc.
pueden ser muy diferentes.
 Las aleaciones no tienen una
temperatura de fusión única,
dependiendo de la concentración,
cada metal puro funde a una
temperatura, coexistiendo
simultáneamente la fase líquida y

8. Preparación de aleaciones
 la mayoría de las aleaciones se preparaban mezclando los
materiales fundidos. Más recientemente, la pulvimetalurgia
ha alcanzado gran importancia en la preparación de
aleaciones con características especiales. En este proceso,
se preparan las aleaciones mezclando los materiales secos
en polvo, prensándolos a alta presión y calentándolos
después a temperaturas justo por debajo de sus puntos de
fusión. El resultado es una aleación sólida y homogénea. Los
productos hechos en serie pueden prepararse por esta
técnica abaratando mucho su costo.
 Otra técnica de aleación es la implantación de ion, que ha
sido adaptada de los procesos utilizados para fabricar chips
de ordenadores o computadoras. Sobre los metales
colocados en una cámara de vacío, se disparan haces de
iones de carbono, nitrógeno y otros elementos para producir
una capa de aleación fina y resistente sobre la superficie del
metal.

9. Aleaciones mas comunes
 Acero
 Alnico
 Alpaca
 Bronce
 Constantán
 Cuproníquel
 Magal
 Magnam
 Magzinc
 Nicrom
 Nitinol
 Oro blanco (electro)
 Peltre
 Plata de ley
 Zamak
 Latón o Cuzin
 Pilin

10. DIAGRAMA DE FASES

11. Diagrama de fase
Los materiales en estado solido pueden estar
formados por varias fases. La combinación 1. Existe solubilidad ilimitada
de estas fases define muchas de las produciéndose una fase sólida.
propiedades que tendrá el material. El ejemplo es cuando se
Las fases solidas en un material tienen las mezcla agua y alcohol, en los
siguientes características: metales el cobre y el níquel
2. Existe solubilidad limitada lo
 Los átomos que forman la fase tienen la cual significa que uno de los
misma estructura o arreglo atómico componentes puede disolverse
 La fase tiene la misma composición química hasta cierto punto en el otro,
en todo su volumen en este caso se producen dos
 Presenta las mismas propiedades fisicas o más fases en la solución, el
ejemplo sería el cobre y el zinc
 Posee una interfase definida con su entorno tienen solubilidad limitada
Los materiales puros poseen solo una fase. Las generándose varias fases en
aleaciones pueden poseer dos o mas fases estado sólido
presentes al mismo tiempo. Cuando se
mezclan dos o mas elementos para formar
una aleación se pueden dar las siguientes

12. Diagrama de fase Diagrama fase de la aleación
Cobre-Níquel
 Un diagrama de
fase es un grafico
en cuyo eje vertical
mide la
temperatura y en el
eje horizontal el
porcentaje en peso
de los
componentes que
forman la aleación.

13. Diagrama de fase

14. Diagrama de fase

15. Diagramas de fase para
sistemas binarios
En la figura se muestra un ejemplo típico para el cual se ha fijado la presión y se estudia el
equilibrio para varias temperaturas. Eligiendo un valor particular de se puede tener al
sistema en estado líquido o gaseoso con esta composición para temperaturas
suficientemente bajas o altas respectivamente. La región termodinámicamente inestable es
la sombreada, y los estados representados allí no son de equilibrio. Por ejemplo para la
fracción molar elegida, cuando la temperatura es , el sistema se separa en una fase gaseosa
con fracción molar y una fase líquida con . De esta manera, aunque los puntos
comprendidos en el área sombreada no representan ningún estado en particular, se
sobreentiende que el sistema en ese caso se separa en las dos fases mencionadas, por lo
que suele indicarse a esta región como `líquido-gas'.
Si se eleva la temperatura del sistema cuando está totalmente en estado líquido, vemos que
para cierto valor de temperatura se intersecta la curva inferior de la región sombreada. Allí
comienza a coexistir la fase líquida con una fase gaseosa cuya fracción molar está dada por
la abscisa para la cual la curva superior provee ese mismo valor de temperatura. A medida
que la temperatura se eleva, la fase líquida recorre las composiciones dadas por la curva
inferior y la fase gaseosa los correspondientes en la curva superior. Esto sucede hasta que
la temperatura supera el valor de la intersección con la curva superior y el sistema ha
pasado completamente al estado gaseoso.
Siguiendo un razonamiento análogo al desarrollado para el fluido de Van der Waals puede
mostrarse que para determinar la porción de sistema en la fase líquida o gaseosa es válida
también aquí la regla de la palanca. Si se modifica la presión el diagrama resultante es
similar, y la región sombreada puede desplazarse, en general hacia arriba a medida que
aumenta la presión.


16. Diagramas de fase para
sistemas binarios

17. Diagramas de fase para
sistemas binarios
 En el caso de la
coexistencia de fases
sólidas y líquidas, los
sistemas binarios se
representan típicamente
mediante un diagrama
como el de la figura. Para
temperaturas altas, el
sistema se halla en
estado líquido, pero
cuando se reduce la
temperatura, puede
cristalizar en dos fases
sólidas que aquí se han
señalado como y . En
este caso la fase es rica
en el elemento 1 y la es

18. ALEACIONES DE
ALUMINIO

19. El Aluminio
 Es el metal mas
abundante en la tierra y
en la luna, pero no se
encuentra en forma libre
en la naturaleza.
 Blando.
 Tiene poca resistencia
mecánica.
 Puede formar aleaciones
con otros metales para
aumentar su resistencia
y adquirir otras
propiedades útiles.

20. Aleaciones Metálicas
 Están formadas por un  La aleaciones de
agregado de dos o mas aluminio son
metales, o de metales ampliamente utilizadas
con metaloides. en una grandísima
variedad de aplicaciones
 Se obtienen fundiendo en la industria.
los diversos metales en  Por su gran variedad de
un mismo crisol y estados y procesos se
dejando luego clasifican las aleaciones,
solidificar la solución y a cada uno se le
líquida formando una asigna un la letra.
estructura granular  También se clasifican
cristalina apreciable a
simple vista o con el según el elemento
microscopio óptico. aleante.

21. El Aluminio
• Las aleaciones de aluminio tienen una gran aplicación en los
diferentes campos de la industria, por sus propiedades y por
que a largo plazo son favorables para el medio ambiente.
• Las propiedades de las aleaciones varían según el aleante y
la forma como son tratadas.
VENTAJAS
DESVENTAJAS•Los costos.
•Son ligeras.
• Resistente a la corrosión.
• Conductividad eléctrica.
•La conformabilidad.
• Se forman en condiciones
suaves. •Superficie irregular

22. ALEACIONES DE
ACERO

23. Acero
 Aceros al níquel. Son aceros inoxidables y magnéticos. El
níquel aumenta la carga de rotura, el límite de elasticidad, el
alargamiento y la resistencia al choque o resiliencia, a la par
que disminuye las dilataciones por efecto del calor. Cuando
contienen del 10 al 15% de níquel se templan aun si se los
enfría lentamente.
 Aceros al cromo. El cromo comunica dureza y una mayor
penetración del temple, por lo que pueden ser templados al
aceite. Los aceros con 1,15 a 1,30% de carbono y con 0,80 a
1% de cromo son utilizados para la fabricación de
láminas debido a su gran dureza, y en pequeña escala los
que tienen 0,3 a 0,4% de carbono y 1% de cromo.
 Aceros al cromo-níquel. De uso más corriente que el
primero, se usan en la proporción de carbono hasta 0,10%,
cromo 0,70% y níquel 3%; o carbono hasta 15%, cromo 1% y
níquel 4%, como aceros de cementación. Los aceros para
temple en aceite se emplean con diversas proporciones; uno
de uso corriente sería el que tiene carbono 0,30, cromo 0,7%
y níquel 3%.

24. Acero
 Aceros al cromo-níquel molibdeno. Son aceros de muy buena
característica mecánica. Un ejemplo de mucha aplicación es el
que tiene carbono 0,15% a 0,2%, cromo 1 a 1,25%, níquel 4% y
molibdeno 0,5%.
 Aceros inoxidables. Los aceros inoxidables son los resistentes a
la acción de los agentes atmosféricos y químicos. Los primeros que
se fabricaron fueron para la cuchillería, con la proporción de 13 a
14% de cromo. Otros aceros fueron destinados a la fabricación de
aparatos de cirugía, con la proporción de 18 a 20% de cromo y 8 a
10% de níquel; son también resistentes a la acción del agua de
mar. Un acero de gran resistencia a la oxidación en caliente es el
que tiene 20 a 30% de cromo y 5% de aluminio.
 Aceros anticorrosivos. Estos son aceros soldados de alta
resistencia y bajo tenor de sus componentes de aleación: carbono,
silicio, azufre, manganeso, fósforo, níquel o vanadio, cromo y
cobre. A la intemperie se cubren de un óxido que impide la
corrosión interior, lo que permite se los pueda utilizar sin otra
protección. Como resultado de ensayos efectuados por algo más
de diez años, se ha establecido que su resistencia a los agentes
atmosféricos es de cuatro a ocho veces mayor que los del acero

25. Aplicaciones de las aleaciones
1. Industria: crea herramientas resistentes
capaces de resistir el desgaste de los
trabajos mecánicos.
2. Medios de transporte: se utiliza para crear
piezas resistentes al calor y materiales
resistentes y ligeros.
3. Salud: se utiliza en diferentes tipos de prótesis.
4. Tecnología: en componentes de computadoras.
5. Ciencia: para el uso en naves espaciales.
6. Hogar: en ollas, sartenes, etc.