Los diagramas de fase son representaciones gráficas que muestran las diferentes fases de un material en función de la temperatura y la composición. Proporcionan información sobre las fases presentes, solubilidad, temperaturas de fusión y solidificación. Juegan un papel importante en la ingeniería de materiales al apoyar estudios de solidificación, microestructura y diseño de nuevos materiales.

1. Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Extensión Porlamar
Profesor:
Julián Carneiro
Realizado por:
Rocelenny González
C.I: V- 24088216
Porlamar, 18-08-15

2. También llamado diagrama de equilibrio, es la
representación entre diferentes estados de la materia, en
función de variables elegidas para facilitar el estudio del
mismo. Puede 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

3. 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
materiales.
A partir de los diagramas de fase se puede obtener información como:
1.- Conocer que fases están presentes a diferentes composiciones y temperaturas
bajo condiciones de enfriamiento lento (equilibrio).
2.- Averiguar la solubilidad, en el estado sólido y en el equilibrio, de un elemento
(compuesto) en otro.
3.- Determinar la temperatura en la cual una aleación enfriada bajo condiciones de
equilibrio comienza a solidificar y la temperatura a la cual ocurre la solidificación.
4.- Conocer la temperatura a la cual comienzan a fundirse diferentes fases
Los equilibrios de fase y sus respectivos diagramas de fase en sistemas
multicomponentes tienen aplicaciones importantes en química, geología y ciencia
de los materiales. La ciencia de materiales estudia la estructura, propiedades y
aplicaciones de los materiales científicos y tecnológicos.

4. Los diagramas de fase están muy relacionados a la
ciencia de los materiales la cual surgió después de la
Segunda Guerra Mundial, como respuesta a la
necesidad de producir materiales con propiedades
especializadas. Los primeros intentos de modificar
científicamente las propiedades de la materia se
remontan a principios del siglo pasado, cuando los
conocimientos de cristalografía, estado sólido y física
atómica convirtieron el arte de la metalurgia en
ciencia. De allí parte la creación de nuevas
aleaciones, como el acero, que es el resultado de la
aleación de hierro y carbono en diferentes
proporciones.

5. Los diagramas de fase son de gran importancia
en la ingeniería, pues apoyan, entre otros,
estudios de solidificación, microestructura,
metalurgia física y diseño de nuevos materiales.
También lo son en la práctica general de
ingeniería relacionada de algún modo con la
manipulación y el procesamiento de materiales,
donde permiten relacionar los procesos de
obtención con la estructura y ésta con
propiedades de diseño y de este modo concebir
y optimizar dichos procesos para obtener el
producto deseado.

6. Describe el número de grados de
libertad (L) en un sistema cerrado en
equilibrio, en términos del número de
fases separadas (F), el número de
componentes químicos (C) del sistema
y N el número de variables no
composicionales (por ejemplo; presión
o temperatura). Esta regla establece la
relación entre esos 4 números enteros
dada por:

7. El porcentaje de sólido y líquido puede ser
calculado usando las siguientes ecuaciones, que
constituyen la regla de la palanca:
% peso de la fase sólida
% peso de la fase líquida
Donde wo es el porcentaje en peso del elemento B
en el sistema.

9. 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 disolución 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).

11. Existen diferentes diagramas según los materiales sean totalmente solubles
en estado sólido y líquido o sean miscibles a que sean insolubles. También pueden
darse casos particulares. Uno de los diagramas de equilibrio más clásico es el de los
aceros que tiene particularidades y donde afecta claramente la concentración y
las diferentes cristalizaciones que puede darse en el hierro estando en estado sólido
y a diferentes temperaturas.
Los pares (presión, temperatura) que corresponden a una 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).