Los diagramas de equilibrio representan gráficamente las presiones, temperaturas y composiciones para las cuales las fases son estables. Muestran la relación entre la estructura, composición y número de fases presentes en el equilibrio, así como las transformaciones entre los estados sólido y líquido. Existen diagramas para sustancias puras y aleaciones que indican las temperaturas de fusión y las fases presentes a diferentes temperaturas.

1. Diagramas de equilibrio
Realizado por:
Yvan Antonio madrugo rivera
C.I; 19.290.573
.

2. Los diagramas de equilibrio son la representación gráfica de las presiones,
temperaturas y composiciones para las cuales las fases son estables.
Representan la relación entre la estructura, la composición y el número de fases
presentes en el equilibrio, así como de las transformaciones que se producen
desde el estado líquido hasta la temperatura ambiente cuando el calentamiento o
el enfriamiento se producen a una velocidad adecuada para que se mantenga el
equilibrio.
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 diagramas de equilibrio más sencillos son los de presión - temperatura de
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 sólido, 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

3. 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, Edad del 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.
Modelo del diagrama de fases típico de una sustancia de único componente
en función de la temperatura y la presión. La línea roja muestra la interfase sólido-
gas. La línea verde muestra la forma habitual de la interfase sólido-líquido,
mientras que la alineación de puntos verdes muestra el comportamiento anómalo

4. de dicha interfase para el agua (hielo-agua líquido). La línea azul muestra la
interfase líquido-gas.
Diagrama de equilibrio de aleaciones totalmente solubles En estado sólido y
líquido
Su representación es el diagrama anterior. La interpretación del diagrama
indica que en las líneas de líquidus y de sólidus ,así como en la zona bifásica, el
número de grados de libertad es uno (según la regla de Gibbs: dos fases y dos
componentes), por tanto, se puede variar la concentración o la temperatura, pero
si una de éstas se fija, la otra también quedará fijada. Para
determinar las concentraciones de cada fase en un punto determinado de la zona
bifásica se aplica la ley de la palanca.
Diagrama de equilibrio de aleaciones totalmente solubles En estado líquido e
insolubles en estado sólido
Se caracterizan por un punto llamado eutéctico, que es la aleación de
punto de fusión más bajo en la cual coexisten las fases sólidas Ay By la fase
líquida
En este punto, el grado de libertad es cero, por tanto, la solidificación s
e produce a temperatura constante
Diagrama de equilibrio de aleaciones totalmente solubles en estado líquido y
parcialmente solubles en estado sólido
Un caso particular son las aleaciones eutécticas con solubilidad parcial, es
decir, los metales presentan una cierta solubilidad en estado sólido. En este caso,
a la temperatura eutéctica las fases sólidas que se forman son soluciones α y β

5. cuyas composiciones vienen determinadas por los extremos de la línea horizontal.
ejemplo es la aleación Pb-Sn
aleaciones hierro-carbono
El hierro puro tiene muy pocas aplicaciones industriales, pero formando
aleaciones con carbono y otros elementos, es el metal más utilizado en la industria
actual. Es aquí donde radica la importancia del estudio de su composición, su
constitución y su estructura. Antes de estudiar los aceros, es importante conocer
los distintos estados en los que podemos encontrar el hierro desde su punto de
fusión hasta su estructura cristalina: