Este documento presenta 5 problemas relacionados con diagramas de fases de aleaciones binarias. El Problema 1 trata sobre sistemas que podrían presentar solubilidad sólida ilimitada según las reglas de Hume-Rothery. Los Problemas 2 y 4 involucran determinar la composición y cantidad de fases en diagramas de fases Cu-Ni a diferentes temperaturas. El Problema 3 implica cálculos utilizando la regla de la palanca en el diagrama Cu-Ni. El Problema 5 pide calcular la composición requerida para log

1. Relación de Problemas
CIM_07

2. Problema_01
• En base a las Reglas de Hume-Rothery, ¿cuál
de los siguientes sistemas a priori podrían
presentar solubilidad sólida ilimitada? Usa los
datos de la Tabla 1.
– Au-Ag.
– Al-Cu.
– Al-Au.
– U-W.
– Mo-Ta.

3. Problema_01 (Cont.)
Au Ag Al Cu U W Mo Ta
Radio
Atómico
1.442 1.445 1.432 1.278 1.38 1.371 1.363 1.43
Valencia +1 +1 +3 +1 +4 +4 +4 +5
Estruct.
Atómica
FCC FCC FCC FCC Ortho FCC BCC BCC

5. Problema_01_Solución

6. Problema_02
• En relación al diagrama Cu-Ni de la Figura:
– Determine la composición de cada fase de una
aleación con 40% Ni a 1300°C, 1270°C, 1250°C,
1200°C.
– Calcule la cantidad de cada fase α y L que hay a
1300°C, 1270°C, 1250°C, 1200°C.

7. Problema_02 (Cont.)

9. Problema_02_Solución

10. Problema_02_Solución (Cont.)

12. Problema_03
• Utilizando la “Regla de la Palanca” en el diagrama
de la Figura 1 (izq.), calcule:
– ¿Cuántos gramos de níquel es necesario agregar a 500
gramos de cobre para producir una aleación que
tenga 1350ºC de temperatura de líquidus?
– ¿Cuántos gramos de níquel es necesario agregar a 500
gramos de cobre para obtener una aleación que
contenga 50% en peso de fase α a 1300°C?
– Suponga que se utiliza un crisol de níquel para
contener 500 g de cobre líquido a 1150°C. Describa lo
que sucede con el sistema al mantenerlo a esta
temperatura durante varias horas. Explique por qué.

13. Problema_03_Solución_a

14. Problema_03_Solución_b

15. Problema_03_Solución_c

16. Problema_04
• Calcule la composición y la cantidad de cada
fase en una aleación de Cu-40% Ni presentes
bajo las condiciones fuera de equilibrio que se
muestran en la Figura 2, a 1300, 1280, 1260,
1240, 1200 y 1150°C.

19. Problema_05
• Se necesita fabricar una aleación Cu-Ni que
tenga un límite de fluencia de 20000 psi, una
tensión última de 60000 psi y un alargamiento
mínimo de un 20%. En el almacén se
encuentra una aleación de cobre con 20% de
níquel y también hay níquel puro. Calcule qué
cantidad de cada uno de los dos materiales
hace falta fundir para conseguir una aleación
con las propiedades mecánicas especificadas.
Utilice para ello los diagramas de la Figura.