Segundo parcial Flashcards
(68 cards)
¿Qué es una FASE?
Es la parte del sistema o diagrama de fase con propiedades físicas y químicas homogéneas (las mecánicas no, porque dependen de la composición). Presenta iguales propiedades intensivas y delimitaciones bien marcadas.
¿Qué muestran los DIAGRAMAS DE FASE?
Los DIAGRAMAS DE FASE permiten visualizar las distintas fases en equilibrio, en función de tres variables: presión, temperatura y composición. En general se usan diagramas binarios (se mantiene la presión constante). Muestran cuáles serán las fases estables si se deja evolucionar un sistema durante el tiempo suficiente (enfriamiento lento) para que se produzcan las transformaciones.
En un diagrama de fase para dos componentes con solubilidad total, ¿qué representan la Línea de Liquidus y la Línea de Solidus?
La Línea de Liquidus representa la temperatura por encima de la cual la aleación está completamente líquida (fase L). Por debajo de esta línea, se tienen dos fases (estado tixotrópico), líquida y sólida (solución sólida de ambos componentes). La Línea de Solidus representa la temperatura por debajo de la cual la aleación está completamente sólida (fase SS). Por encima de esta línea, hay dos fases, una líquida y otra sólida (solución sólida).
¿Qué diferencia hay en la curva de transformación de un elemento puro y una solución sólida?
Un elemento en estado puro presenta una curva de transformación recta (ya que la transformación es isotérmica), mientras que las soluciones sólidas presentan un cambio de pendiente en su transformación.
¿Qué es la COMPOSICIÓN DE FASES (COF)? ¿Cómo se determina en un diagrama de fase?
La COMPOSICIÓN DE FASES (COF) es el porcentaje de aleantes que posee cada fase. Se obtiene del corte de una línea horizontal denominada “línea de coexistencia” (a una temperatura dada) con la línea de solidus o liquidus.
¿Cómo se interpreta la intersección de la línea de coexistencia con la línea de liquidus y la línea de solidus para determinar la composición de las fases?
La intersección con la línea de liquidus indica el porcentaje del componente del eje “x” en estado líquido, y la intersección con la línea de solidus indica el porcentaje de dicho componente en estado sólido.
¿Qué es la CANTIDAD DE FASES (CAF)? ¿Qué regla se utiliza para calcularla?
La CANTIDAD DE FASES (CAF) es el porcentaje de cada fase que coexiste a una temperatura y para una aleación determinada. Para realizar el cálculo se utiliza la regla de la palanca inversa.
En el diagrama Al-Si, ¿cuáles son las fases sólidas presentes y qué porcentaje máximo de Si puede disolver la fase α a 577°C? ¿Qué porcentaje máximo de Al puede disolver la fase β a 577°C?
Las fases sólidas presentes son la fase α (solución sólida de Al y Si con elevado porcentaje de Al) y la fase β (solución sólida de Al y Si con elevado porcentaje de Si). La fase α tiene capacidad de disolver hasta 1.65% Si a 577°C, y la fase β tiene capacidad de disolver hasta 1% Al a 577°C.
¿Cuáles son las líneas importantes que se identifican en el diagrama de fase Al-Si y qué representan?
Se identifican la LÍNEA DE LIQUIDUS, la LÍNEA DE SOLVUS, la LÍNEA DE SOLIDUS y la LÍNEA EUTÉCTICA.
Línea de Liquidus: Representa la temperatura por encima de la cual el material se encuentra completamente en estado líquido (fase L) para una composición dada. Al cruzar esta línea durante el enfriamiento, comienzan a formarse los primeros cristales de una fase sólida.
Línea de Solidus: Representa la temperatura por debajo de la cual los componentes se encuentran completamente en estado sólido para una composición dada. Por encima de la misma se obtienen distintos porcentajes de la fase líquida.
Línea de Solvus: Representa el límite de solubilidad de un componente en otro en estado sólido en función de la temperatura. Delimita las regiones de una única fase sólida (fase α o fase β) de la región con dos fases sólidas (fase α + β).
Líneas eutécticas o eutectoide: Representa la temperatura a la cual ocurre la transformación eutéctica (la cual tiene lugar a temperatura constante): al enfriarse una aleación líquida de composición eutéctica (11.6% en peso de Si para el Al-Si), se transforma directamente en dos fases sólidas (α + β).
¿Qué es el punto eutéctico?
El punto eutéctico es la intersección de la línea eutéctica con las líneas de liquidus. Representa la temperatura más baja a la que solidifica cualquier mezcla líquida de dos componentes A y B, y por lo tanto el punto de fusión más bajo de cualquier mezcla de A y B sólidos.
¿Qué tipos de transformaciones pueden presentarse en un diagrama de fase?
Existen las transformaciones Eutéctica (L → α + β), Peritéctica (α + L → β), Monotéctica (L1 → L2 + α), Eutectoide (γ → α + β), Peritectoide (α + β → γ).
¿Qué es la fase α primaria o proeutéctica?
La fase α primaria o proeutéctica es la primera fase en solidificar y aparece en forma de granos. Aparece cuando la aleación está acercándose a la línea eutéctica mientras se enfría (en los casos en que NO se tiene una composición eutéctica).
¿Qué es la fase α + β eutéctica? ¿Qué microestructura presenta?
La fase α + β eutéctica es una microestructura con forma laminar formada luego de pasar por el punto eutéctico (577ºC). Solidifica de forma similar a una aleación eutéctica (lámina a lámina), pero presenta granos causados por la precipitación de α o β según corresponda.
¿Qué son las aleaciones hipoeutécticas, eutécticas e hipereutécticas? ¿Qué características presenta la metalografía de cada una en la parte final del enfriamiento?
Aleaciones hipoeutécticas: poseen un porcentaje en peso de Si menor al 11,6%. En la parte final del enfriamiento, se observa la disposición laminar del (α + β) eutéctico, junto con granos de α primario precipitado. Aleaciones eutécticas: poseen un porcentaje en peso de Si igual al 11,6%. En la parte final del enfriamiento, se puede observar únicamente la disposición laminar del (α + β) eutéctico. Aleaciones hipereutécticas: poseen un porcentaje en peso de Si mayor al 11,6%. En la parte final del enfriamiento, se observa la disposición laminar del (α + β) eutéctico, junto con granos de β primario precipitado.
¿Cuáles son las principales formas de clasificar el acero?
El acero se puede clasificar según su uso (acero para maquinaria, estructural o para herramientas), y según su composición química. La clasificación por composición química se indica mediante un sistema numérico que refleja el contenido aproximado de los elementos importantes.
¿Cómo clasifica AISI los aceros según su contenido de carbono y aleantes?
Según AISI, los aceros se dividen por su contenido de carbono en bajos (menor a 0.25%), medios (entre 0.25 y 0.55%) y altos (más de 0.55%). En cuanto a los aleantes, se clasifican en aceros al carbono simples (con manganeso como máximo en 1.65%, y silicio y cobre como impurezas del reciclado), aceros de baja aleación (donde la suma de los aleantes es menor al 5%), y aceros de alta aleación (donde la suma de los aleantes es mayor al 5%, incluyendo aceros para herramientas y aceros inoxidables con su propia nomenclatura).
¿Cómo funciona el sistema de clasificación AISI para aceros?
La clasificación AISI generalmente está compuesta por cuatro o cinco dígitos. El primer dígito indica la aleación principal. El segundo dígito muestra si ha habido modificaciones en la aleación principal. Los dos últimos dígitos representan la cantidad de carbono en centésimas de porcentaje (al dividirlos por cien se obtiene el porcentaje de carbono). Por ejemplo, en un acero 1030, el ‘1’ indica que la aleación principal es el manganeso, el ‘0’ indica que no hay modificaciones significativas, y ‘30’ indica un 0.30% de carbono.
¿Cuáles son los dos efectos principales que generan los aleantes en los aceros?
Los aleantes pueden tener efectos en las matrices ferríticas y austeníticas (extendiéndolas y aumentando las regiones de las matrices correspondientes). También pueden ser grafitizantes (favoreciendo la aparición de carbono como grafito) o carburantes (favoreciendo la aparición de carbono en forma de carburos).
¿Qué representa el diagrama metaestable de hierro-carburo de hierro?
El diagrama de hierro-carburo de hierro representa las fases estables presentes en las aleaciones de hierro y carbono en función de la temperatura y la composición (porcentaje de carbono). Permite determinar el tipo de acero o fundición. Se le llama metaestable porque la cementita (Fe3C) tiende a descomponerse en hierro y grafito con el paso del tiempo (miles de años).
¿Cuáles son las fases presentes en el diagrama Fe-Fe3C?
Las fases principales son la ferrita δ (delta), la austenita ɣ (gamma), la ferrita α (alfa), y la cementita Fe3C (carburo de hierro).
Describe brevemente las características de la fase ferrita δ.
La ferrita δ es una solución sólida intersticial de hierro delta y carbono con estructura cristalina BCC. Se forma a altas temperaturas y tiene una baja solubilidad de carbono (máximo 0.09%). Sufre una reacción peritéctica a 1495°C. No tiene gran relevancia en las características finales de los aceros a temperatura ambiente. A los 1400ºC sus átomos se reagrupan como FCC.
Describe brevemente las características de la fase austenita ɣ.
La austenita es una solución sólida intersticial de hierro gamma y carbono con estructura cristalina FCC. Disuelve hasta 2% de carbono a 1130°C. No es estable a temperatura ambiente en los aceros. Es un constituyente blando y no magnético. Es la fase en la que se realizan los procesos de formación plástica (ya que es blanda).
Describe brevemente las características de la fase ferrita α.
La ferrita α es una solución sólida intersticial de hierro alfa y carbono con estructura cristalina BCC a temperatura ambiente, transformándose a FCC a 903°C. Tiene una baja solubilidad de carbono (máximo 0.023% a 723°C, disminuyendo a 0.008% a temperatura ambiente). Es más dura que la austenita pero la fase más blanda a temperatura ambiente debido al bajo porcentaje de C que contiene (el C aporta la dureza del material). Es magnética por debajo de 760°C.
¿Por qué puede disolverse más carbono en la austenita que en la ferrita, si esta última tiene celdas tipo BCC, las cuales tienen menor FEA que las celdas FCC de la austenita?
Porque, si bien la red FCC es más compacta, sus espacios libres se encuentran cercanos entre sí (al contrario que en la red BCC), por lo cual los intersticios son más grandes, pudiendo albergar más átomos de carbono.
