a) Dibujar a escala el diagrama de equilibrio indicando las fases existentes en las distintas zonas y los nombres y significados de las diversas líneas
b) Aplicar la regla de las fases a cada una de las regiones, líneas y puntos significativos y determina el número de grados de libertad existentes.
c) Dada una aleación con el 70% de Au, dibujar su curva de enfriamiento desde el estado líquido indicando de forma esquemática los fenómenos que suceden en las distintas partes de la solidificación
d) En dicha aleación determina la proporción de las fases a una temperatura de 1334°C
Ejercicio 2: Dos metales A y B poseen puntos de fusión de 600°C y 850°C respectivamente. Dibuja sus diagramas de fases en los siguientes casos:
a) Ambos son completamente solubles en estado sólido y líquido.
b) Ambos son solubles en estado líquido e insolubles en estado sólido.
a) Ambos son completamente solubles en estado sólido y líquido.
b) Ambos son solubles en estado líquido e insolubles en estado sólido.
Ejercicio 3: Observa el diagrama. de fases Cu-Ni de la figura y responde a las siguientes cuestiones:
a) ¿Cuál es la temperatura de inicio y fin del proceso de solidificación para las siguientes composiciones?
- 20 % de Cu
- 50 % de Cu
- 20 % de Ni
c) ¿A partir de qué tanto por ciento de Cu una aleación estaría totalmente líquida a 1.300ºC? ¿Y sólida?
d) Calcula el número de fases, composición de cada una y cantidades relativas de cada fase para una aleación del 50 %de Cu a 1.300ºC.
Ejercicio 4.
a) Representar el diagrama de equilibrio de la aleación Pb-Sb a partir de los siguientes datos:
- La temperatura de fusión del Pb son 340°C
- La temperatura de fusión del Sb son 620°C
- La temperatura eutéctica son 250°C
- La composición eutéctica son un 12% de Sb
- La concentración se Sb en fase α a la temperatura eutéctica es del 3%
- La concentración de Pb en fase β a temperatura eutéctica es del 2%
- La concentración de Pb en Sb a temperatura ambiente es del 1 %
- La composición de Sb en Pb a temperatura ambiente es del 0,5%
- No se forman compuestos.
b) Con el diagrama anterior, calcular la proporción y composición de cada una de las fases a 325°C en una aleación con el 5% de Sb.
Ejercicio 5: Una fundición ferrítica con 3% de C se encuentra en equilibrio a la temperatura ambiente. Se sabe que la solubilidad de C en el Feα a la temperatura ambiente es de 0,008%. Determine:
a) Fases presentes en su composición.
b) Cantidades relativas de cada una.
Ejercicio 6: Un fabricante de maquinaria dispone de dos aleaciones férreas con un contenido del 0,8% y del 3,5% en peso de carbono y el resto de hierro. Se pide:
a) Indicar qué tipo de aleación industrial es cada una de ellas.
b) Si tuviera que elegir una de las dos para fabricar un eje de una máquina, ¿cuál de ellas escogería y por qué?.
c) Si la aleación del 3,5% de carbono se funde y se deja enfriar muy lentamente en un molde hasta la temperatura ambiente, decir cómo se encuentra el carbono en la aleación y qué fases aparecerán en la estructura a la temperatura ambiente.
Ejercicio 7: Una hipotética aleación, de composición 60% de A y 40% de B, está a una temperatura en la que coexisten una fase sólida alfa y otra líquida. Si las fracciones másicas de ambas son 0,66 y 0,34, respectivamente, y la fase alfa contiene un 13% del componente B y un 87% del A. Determine la composición de la fase líquida a dicha temperatura.
(Propuesto Andalucía 96/97)
Ejercicio 8: Dibuje un diagrama de equilibrio entre dos componentes cualesquiera, A y B, solubles completamente en estado sólido, que solidifiquen, en su estado puro, a las temperaturas de 1000 y 1300 ºC, respectivamente.
En la región bifásica sitúe un punto a la composición del 45% del componente A y a la temperatura de 1100 ºC.
Se pide:
a) Identifique las fases presentes en dicho punto.
b) Determine la composición de las mismas.
c) Razone su grado de libertad. o varianza del sistema, en la zona donde se ha situado el punto anteriormente citado.
(Propuesto Andalucía 97/98).
Ejercicio 9: Dos metales A y B, son totalmente solubles en estado líquido y en estado sólido. Solidifican a 1200 y 700 ºC, respectivamente. Se sabe que una aleación, con el 80 % de A, es totalmente líquida por encima de 1150 ºC y sólida por debajo de 1000 ºC. Así mismo, otra aleación con el 40 %de A, es totalmente líquida por encima de 1000 ºC y sólida por debajo de 800 ºC. Se pide:
a) Dibuje el diagrama de equilibrio indicando las fases presentes en cada una de sus zonas.
b) Analice lo que ocurre en el enfriamiento de una aleación del 50 % de A, desde 1200 ºC hasta la temperatura ambiente.
c) Para la aleación anterior y la temperatura de 1000 ºC, ¿existe más de una fase? Si la respuesta es afirmativa, ¿qué porcentaje hay de cada una?.
(Propuesto Andalucía 98/99)
Ejercicio 10: Un platero dispone de dos lingotes de aleación cobre-plata..Uno de ellos contiene un 30 % de Ag y el otro un 50% de Ag (porcentajes en masa). Ambos lingotes tienen una masa de 2 kg y se introducen en crisoles separados, en el interior de un horno que puede alcanzar, como máximo, una temperatura de 900 ºC. Haciendo uso del diagrama de fases adjunto, razone:
a) ¿Pueden llegar a fundirse totalmente los lingotes?
b) ¿Qué cantidad máxima de líquido obtendría en ambos crisoles?.
c) Cuando el indicador de temperatura del horno marque 800 ºC. ¿qué masa de sólido quedará todavía por fundirse en cada crisol?
El platero busca una aleación de mayor ley (mayor porcentaje en plata). Para ello, extrae con una cazoleta una muestra de líquido de cualquiera de los crisoles y la deja enfriar hasta la temperatura ambiente.
a) Dibuje el diagrama de equilibrio indicando las fases presentes en cada una de sus zonas.
b) Analice lo que ocurre en el enfriamiento de una aleación del 50 % de A, desde 1200 ºC hasta la temperatura ambiente.
c) Para la aleación anterior y la temperatura de 1000 ºC, ¿existe más de una fase? Si la respuesta es afirmativa, ¿qué porcentaje hay de cada una?.
(Propuesto Andalucía 98/99)
Ejercicio 10: Un platero dispone de dos lingotes de aleación cobre-plata..Uno de ellos contiene un 30 % de Ag y el otro un 50% de Ag (porcentajes en masa). Ambos lingotes tienen una masa de 2 kg y se introducen en crisoles separados, en el interior de un horno que puede alcanzar, como máximo, una temperatura de 900 ºC. Haciendo uso del diagrama de fases adjunto, razone:
a) ¿Pueden llegar a fundirse totalmente los lingotes?
b) ¿Qué cantidad máxima de líquido obtendría en ambos crisoles?.
c) Cuando el indicador de temperatura del horno marque 800 ºC. ¿qué masa de sólido quedará todavía por fundirse en cada crisol?
El platero busca una aleación de mayor ley (mayor porcentaje en plata). Para ello, extrae con una cazoleta una muestra de líquido de cualquiera de los crisoles y la deja enfriar hasta la temperatura ambiente.
