¿Cómo se calcula el porcentaje de eutéctico de una aleación?

Se divide el segmento opuesto al eutéctico entre el segmento total, que va desde el eutéctico hasta el menor porcentaje de B. En el ejercicio 1, una aleación del 20 % de B tiene un 50 % de eutéctico.

¿Qué temperatura de solidificación tiene la aleación del 70 % de B del ejercicio 26?

Según el texto, esta aleación solidifica a 300 °C, que es la temperatura del eutéctico. El texto indica la misma temperatura al inicio y al final de la solidificación.

Ejercicios Resueltos de Diagramas de Fase y Regla de la Palanca

Resumen

Este documento resuelve varios ejercicios de diagramas de fase de aleaciones binarias. Explica cómo dibujar el diagrama de equilibrio y cómo calcular las fases y el eutéctico con la regla de la palanca. Incluye casos de elementos solubles en estado líquido e insolubles en estado sólido, con sus puntos de fusión y temperaturas de solidificación. El estudiante aprende a leer un diagrama de fases y a obtener las cantidades relativas de cada fase.

Puntos clave

Un eutéctico se forma en la aleación que solidifica a una temperatura fija, como la del 40 % de B a 400 °C en el ejercicio 1.
En el ejercicio 1, el elemento A funde a 900 °C y el elemento B a 700 °C.
Para calcular el eutéctico de una aleación se divide el segmento opuesto al eutéctico entre el segmento total: (20-0)/(40-0) da un 50 % de eutéctico.
En el ejercicio 26, los elementos son totalmente solubles en estado líquido y totalmente insolubles en estado sólido.
En el ejercicio 26, el eutéctico se forma a 300 °C y contiene un 30 % del elemento A.
En el ejercicio 15, los elementos A y B se disuelven mutuamente hasta un 10 % a 550 °C, y su solubilidad disminuye al bajar la temperatura.

Resumen generado con IA a partir del documento. Ponte a prueba

Regla de la palanca y diagramas de fase

Aplicación de la regla de la palanca

Ejercicio 15: Análisis de solubilidad y eutécticos

15. Dos elementos A y B se disuelven mutuamente hasta un 10 % cada uno a 550 °C, disminuyendo la solubilidad con la temperatura. Las temperaturas de fusión son 700 °C para el A y 600 °C para el B. A 550 °C, la aleación de 45 % de B solidifica formando un eutéctico. Se pide:

a) Dibujar el diagrama de equilibrio indicando las fases que existen en cada región.
b) Determinar la cantidad relativa de cada fase en el eutéctico, a la temperatura de solidificación.

Para determinar las cantidades relativas en el eutéctico utilizamos la regla de la palanca, indicándonos que a una concentración del 45% de B, los porcentajes de los sólidos son:

= 43,75%

= 56,75 %

SOLUCIÓN: a)

Ejercicio 26: Aleaciones binarias y estados de agregación

26. Un elemento (A) funde a la temperatura de 600 °C y otro (B) lo hace a 700 °C. Ambos son completamente solubles en el estado líquido pero totalmente insolubles en el estado sólido, formando un eutéctico a 300 °C que contiene un 30% del elemento A.

a) Dibuje su diagrama de fases considerando las líneas rectas.
b) Determine la temperatura a la que empieza a solidificar una aleación con el 70% de B, y la que tendrá cuando termine, de acuerdo con el diagrama dibujado.
c) Diga cuáles son las fases de una aleación con el 15% de A, a la temperatura de 200 °C, su composición y las proporciones en las que se encontrarán en equilibrio.

b) 70% B = 30% A. Solidifica a 300 °C. T1 = 300 °C, T2 = 300 °C.

c) 15% A a 200 °C:

Fase α = (100-15)/100 = 85% α
Fase β = (15-0)/100 = 15% β

Ejercicio 1: Cálculo de fracciones de eutéctico

1. Dos metales A y B son completamente solubles en estado líquido e insolubles en estado sólido. La temperatura de fusión del metal A es de 900 °C y la del B de 700 °C. La aleación del 40 % de B solidifica a 400 °C, formando un eutéctico. Se pide:

a) Dibujar el diagrama de equilibrio indicando las fases que existen en cada región.
b) Determinar la cantidad de eutéctico de una aleación del 20% de B a temperatura ambiente.

Solución b): Para averiguarlo, debemos dividir el segmento opuesto al eutéctico (20-0) entre el segmento total (40-0), el cual se encuentra comprendido entre el eutéctico y el menor porcentaje de B. Así obtenemos que, partiendo de una aleación de 20% B y 80% A, podemos obtener un 50% de eutéctico, que estará formado por un 60% A y un 40% B.

% Eutéctico = (20-0) / (40-0) x 100 = 50% de eutéctico.