Diagramas de Fases y Sistemas Binarios: Una Guía Completa

Diagramas de Fases

Un diagrama de fase es una representación gráfica de las fronteras entre diferentes estados de la materia de un sistema, en función de variables elegidas para facilitar su estudio.

Diagramas de Fase Simples

Los diagramas de fase más sencillos son los de presión-temperatura de una sustancia pura, como el agua.

Punto triple: En este punto del diagrama coexisten los estados sólido, líquido y gaseoso.

Diagramas de Fase Binarios

Cuando aparecen varias sustancias, la representación de los cambios de fase puede ser más compleja.

Elementos Importantes en los Diagramas de Fase Binarios

• Línea de líquidos: Por encima de la cual solo existen fases líquidas.
• Línea de sólidos: Por debajo de la cual solo existen fases sólidas.
• Línea eutéctica y eutectoide: Líneas horizontales (isotermas) en las que tienen lugar transformaciones eutécticas y eutectoides, respectivamente.
• Línea de solvus: Indica las temperaturas para las cuales una solución sólida (α) de A y B deja de ser soluble para transformarse en (α) + sustancia pura (A o B).
• Concentraciones definidas: En las que ocurren transformaciones a temperatura constante.

Estructura Atómica: BCC y FCC

Estas siglas definen el tipo de estructura interna que posee la red cristalina. Son comunes tres estructuras de redes cristalinas en los metales:

• BCC: Estructura cúbica centrada en el cuerpo
• FCC: Estructura cúbica centrada en las caras

Reacciones en los Diagramas de Fases

Eutéctica

La reacción eutéctica es la transformación de solidificación completa del líquido. Este tipo de reacción corresponde a un punto fijo en el diagrama de fases, es decir, ocurre a una temperatura y composición determinada, y dicho punto posee cero grados de libertad.

Eutectoide

Una reacción eutectoide es un proceso metalúrgico que ocurre en las aleaciones binarias con cierta concentración de los aleantes.

Peritéctica

Es la fusión entre un sólido y un líquido que da como resultante otro sólido, pero la condición peculiar de este es que no es un sólido completo o con las mismas características que los sólidos ideales, sino que este es un sólido incongruente.

Peritectoide

Reacción de tres fases, por la que dos fases sólidas se transforman en otra sólida.

Recristalización

Proceso de formación de nuevos granos. Para que se produzca la recristalización es preciso deformar previamente al material.

Monotéctica

Reacción de tres fases por la que una fase líquida se transforma durante el enfriamiento en una fase sólida y otra líquida.

Una de las ventajas del uso de un diagrama ternario es precisamente su representación bidimensional. Precisamente pueden establecerse áreas con agrupaciones de puntos con las mismas propiedades: como por ejemplo diagramas de fase.