Transformacion Estructural

INTRODUCCION.

Idealmente el diagrama e equilibrio deberá mostrar las relaciones entre las fases bajo condiciones en las cuales no habrá cambio con el tiempo. Las condiciones de equilibrio pueden ser aproximadas por medio de calentamiento y enfriamiento extremadamente lentos, de modo que se deje suficiente tiempo si un cambio de fase esta por ocurrir. En la práctica, los cambios e fase tienden a ocurrir a temperaturas ligeramente mayores o ligeramente menores, dependiendo de la rapidez a la que la aleación se calienta o enfría. La rápida variación en la temperatura, que puede impedir cambios de fase que normalmente ocurrirían bajo condiciones de equilibrio, distorsionara y a veces limitara la aplicación de estos diagramas.

En el diagrama de equilibrio o de fases, Fe-C se representan las transformaciones que sufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento (o enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesos de difusión (homogeneización) tienen tiempo para completarse.

Uno de los materiales de fabricación y construcción más versátil, más adaptable y más ampliamente usado es el ACERO. A un precio relativamente bajo, el acero combina la resistencia y la posibilidad de ser trabajado, lo que se presta para fabricaciones mediante muchos métodos. Además, sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo a las necesidades específicas mediante tratamientos con calor, trabajo mecánico, o mediante aleaciones.Los materiales No Ferrosos no contienen hierro. Estos incluyen el aluminio, magnesio, zinc, cobre, plomo y otros elementos metálicos. Las aleaciones el latón y el bronce, son una combinación de algunos de estos metales No Ferrosos y se les denomina Aleaciones No Ferrosas.

5.1 CONSTRUCCION DE DIAGRAMAS DE FASE.

Gran cantidad de información se ha acumulado respecto a los cambios de fase, en muchos sistemas de aleaciones, y la mejor manera de registrar los datos es por medio de diagramas de fase, también conocidos como diagramas de equilibrio o constitucionales.

Para especificar por completo el estado de un sistema en equilibrio, es necesario es pacificar tres variables independientes, mismas que pueden controlarse externamente, a saber: temperatura, presión y composición. Si se supone que la presión permanece constante con valor atmosférico, el diagrama de equilibrio indicara los cambios estructurales debidos a la variación de temperatura y composición. El diagrama es, esencialmente, una representación gráfica de un sistema de aleación

La ebullición y la congelación son ejemplos de cambios de fase que ocurren sin ningún cambio en la composición, es decir la tendencia del sistema a temperatura y presión constantes a desplazarse hacia valores menores de la función de Gibbs de un sistema es la misma que el potencial químico, de forma que la tendencia de cambio es en la dirección de la disminución del potencial químico, esto es, estas formas alternas de expresar la dirección se originan todas en la tendencia del universo a un desorden mayor, por lo que la entropía del mismo aumenta. La función de Gibbs y el potencial químico no son otra cosa que la entropía total encubierta. De aquí la importancia del potencial químico como función de la temperatura, la presión y la concentración, y que es la propiedad en la que se basan casi todas las aplicaciones más importantes de la termodinámica a la química. Por lo tanto determinar los puntos de equilibrio para un sistema puro nos permite conocer su comportamiento en el estado puro y detectar fácilmente si un sistema está conformando una solución debido a la aparición de variaciones de sus propiedades físicas respecto al estado puro.

El problema resulta pues determinar las propiedades físicas de un sistema puro y de una solución a las condiciones de la Ciudad de México debido a la diferencia de presión con respecto a nivel del mar o también a las llamadas condiciones estándar y a otras condiciones de presión reducida generadas por un equipo de vacío.

La hipótesis indica que a la presión de la Ciudad de México (523 mm. Hg.), la temperatura de congelación del agua pura es 0°C y la de ebullición 90°C.

PRESENTACION TEORICA

DIAGRAMA DE FASE: Cualquier sustancia puede existir en más de un estado o fase de la materia. El equilibrio entre las fases es dinámico; esto es, que existe una transferencia continua de partículas de una fase a la otra. El equilibrio en este sistema dinámico se presenta cuando la velocidad de transferencia entre las fases es similar. El cambio de la materia de un estado a otro se denomina cambio de fase. Las conversiones de un sólido a líquido (fusión), de un sólido a gas(sublimación), o de un líquido a gas (vaporización) son todos procesos endotérmicos; es decir, que la entalpía de la fusión, sublimación o vaporización es positiva. El proceso inverso, la conversión de un líquido a sólido (congelación), de un gas a sólido (deposición) o de un gas a líquido (condensación) son todos procesos exotérmicos, en esta forma los cambios de entalpía para estos procesos son negativos.

El estado físico de una sustancia depende no sólo de las fuerzas de atracciones intermoleculares inherentes, sino también de la temperatura y la presión. Ahora que hemos examinado cada estado, podemos concluir nuestra discusión considerando la temperatura y la presión a la cual las diferentes fases de una sustancia pueden existir. Tal información se puede resumir en un diagrama de fase. La forma general para este tipo de diagramas para una sustancia simple que presenta tres fases es muy similar a la del agua, la cual se representa por la figura siguiente:

Este diagrama contiene tres curvas importantes, cada una de las cuales representa la condición de temperatura y presión a la cual las diferentes fases pueden coexistir en equilibrio. La línea de B a C es la curva de la presión de vapor del líquido. Representa el equilibrio entre las fases líquida y gaseosa a diferentes temperaturas. Esta curva termina en C, el punto crítico. La temperatura en este punto es la Temperatura crítica; la temperatura arriba de la cual la sustancia no puede existir como líquido está relacionada con la presión que se le aplique. A esta temperatura las fases líquidas y gaseosas se vuelven indistinguibles. La presión a temperatura crítica es la presión crítica. Más allá del punto crítico la sustancia se describe como un líquido supercrítico. El punto en la curva BC en donde el equilibrio de la presión de vapor es 1 atm, es por supuesto el punto de ebullición

...