Ejercicios - IES Almudena

Departamento de Tecnología.
IES Nuestra Señora de la Almudena
Mª Jesús Saiz
EJERCICIOS TEMA 3: DIAGRAMAS DE
EQUILIBRIO
Ejercicio PAU Septiembre 2013/2014
Línea de
liquido
Diagrama de fases de la aleación Cu-Ni
Línea de
solidus
LÍQUIDO L
L + SÓLIDO
Línea de
solido
SÓLIDO Cu-Ni
a) A la vista del diagrama podemos decir que se trata de una aleación totalmente
soluble en estado líquido y totalmente soluble en estado sólido.
b) El cobre tiene una temperatura de solidificación de 1100ªC y el Níquel de
1450ºC.
La aleación 65% de Cu y 35% de Ni está en estado líquido hasta alcanzar la
temperatura de 1300ºC.
En el intervalo de 1300ºC - 1200ºC ocurre el proceso de solidificación. En este
intervalo coexisten 2 fases (líquida y sólida).
Con temperaturas menores de 1200ºC toda la aleación está en estado sólido,
formándose una sola fase sólida donde el cobre y el niquel están totalmente
mezclados.
c) Para calcular la cantidad o proporción de cada fase aplicamos la regla de los
segmentos inversos
Wlíquido =
Wsólido =
100 (%) =
100 (%) =
100 = 60 %
100 = 40 %
Departamento de Tecnología.
IES Nuestra Señora de la Almudena
Mª Jesús Saiz
Ejercicio PAU Modelo 2010/2011
Diagrama de fases
de la aleación AB
LÍQUIDO L
1000
L + SÓLIDO A
Eutéctico)
L + SÓLIDO B
SÓLIDO A+B
Se trata de una aleación totalmente soluble en estado líquido e insoluble en estado
sólido.
a) El eutéctico tiene una composición de 60% de A y 40% de B y solidifica a
800ºC.
b) Metal A puro:
 El metal A puro (0% de B) está en estado líquido a temperaturas
superiores a 1200ºC.
 A 1200ºC solidifica, en ese punto pasa de estado líquido a estado sólido
con una composición 100% de A
 Por debajo de 1200ºC todo el metal es sólido A (100%A)
c) Aleación 80% A – 20% B
 A Temperaturas superiores a 1000ºC, toda la aleación está en estado
líquido (una sola fase) y su composición es líquido 80% A – 20% B
 De 1000ºC a 800ºC es el intervalo de solidificación. En este intervalo
coexisten dos fases, la fase líquida y la fase sólida. La fase líquida está
compuesta por los componentes A y B, y la fase sólida es metal 100% A.
La fase líquida va empobreciéndose en A al ir descendiendo la
temperatura.
 Al llegar a los 800ºC todo el líquido que queda solidifica con la
composición del eutéctico (60% de A y 40% de B)
Tenemos dos fases: la fase sólida A primaria (sólido A que se formó de
1000º a 800ºC) y la fase sólida eutéctica A-B.
La composición total es 80% A y 20% B
Departamento de Tecnología.
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Mª Jesús Saiz
Ejercicio PAU Septiembre 2006/2007
Diagrama de fases
de la aleación AB
l
45
s
1400
1350
69
Se trata de una aleación totalmente soluble en estado líquido y soluble en estado
sólido.
a) Aleación 20% A – 80% B
 Temperatura de inicio del proceso de solidificación = 1400ºC
 Temperatura de fin del proceso de solidificación = 1350ºC
Aleación 60% A – 40% B
 Temperatura de inicio del proceso de solidificación = 1275ºC
 Temperatura de fin del proceso de solidificación = 1200ºC
b) A 1300ºC
 De 0 a 45% B la aleación está totalmente en estado líquido.
 Y de 69% a 100% B la aleación es totalmente sólida
c) Aleación 50% A – 50% B a 1300ºC
 Hay 2 fases: una fase líquida y otra fase sólida
 Para hallar la composición de la fases líquida y sólida, utilizamos la
regla de la horizontal:
Composición de la fase líquida = 55 % A y 45 % B
Composición de la fase sólida = 31 % A y 69 % B

Para hallar la cantidad de cada fase, utilizamos la regla de los
segmentos inversos:

Wlíquido =

Wsólido =
100 (%) =
100 (%) =
100 = 79,2%
100 = 20,8%
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Mª Jesús Saiz
Ejercicio PAU Junio 2004/2005
Curvas de enfriamiento de una aleación de metales A-B completamente soluble en estado
líquido e insoluble en estado sólido.
a) La aleación eutéctica es aquella que sólo tiene una temperatura de solidificción y no
un intervalo. Y además es la aleación de menor temperatura de fusión o
solidificación. Por tanto la aleación eutéctica es la aleación III (40%A - 60%B) y su
temperatura de solidificación es 600ºC
b)
Línea de
liquido
Tª
1000
LÍQUIDO L
900
800
700
L + SÓLIDOA
L+
Línea de
solido
SÓLIDOB
600
SÓLIDO A+B
1000
0
20
40
60
Aleación
hipoeutéctica
80
100
%B
Aleación
eutéctica
Aleación
hipereutéctica
c) Primero hayamos las cantidades totales de A y B, en el punto : 80% de A y 20% de
B.
Luego calculamos las cantidades en el eutéctico: 40% de A y 60% de B
Y comparamos las cantidades que corresponden al eutéctico
Aeutéctico
Beutéctico
Eutéctico
40
60
Punto c
x
20
En el punto c se compara la cantidad
de B, puesto que es todo de
procedencia eutéctica
Resolviendo la cantidad de A eutéctico es X = 13,3 %