ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA, MECANICA-ELECTRICA Y MECATRONICA
INFORME: Ensayo de Constru!"n de D!a#ra$a de Fases GRUPO: % PROFESOR: M#& 'onat(an A)$!r"n *aa PRESENTADO POR: C(r!st!an To$+s u!ro#a
ENSAYO DE CONSTRUCCIN DE DIAGRAMA DE FASES .& Introdu!"n: Los diagramas de fase son representaciones gráficas de cuales fases están presentes en un sistema material en función de la temperatura, la presión y la composición. Son representaciones gráficas de las condiciones termodinámicas de equilibrio. El estado de equilibrio de un sistema es aquel en el cual sus propiedades no cambian con el tiempo, a menos que se ejerza una alteración de la temperatura, la presión o la composición, o la aplicación de fuerzas externas de tipo eléctrico, magnético, etc Los diagramas de fase son de gran importancia en la ingeniera de materiales, pues apoyan, entre otros, estudios de solidificación, microestructura, metalurgia fsica y dise!o de nue"os materiales. #ambién lo son en la práctica general de ingeniera relacionada de alg$n modo con la manipulación y el procesamiento de materiales, donde permiten relacionar los procesos de obtención con la estructura y ésta con propiedades de dise!o y de este modo concebir y optimizar dic%os procesos para obtener el producto deseado. &uando aparecen "arias sustancias, la representación de los cambios de fase puede ser más compleja. 'n caso particular, el más sencillo, corresponde a los diagramas de fase binarios. (%ora las "ariables a tener en cuenta son la temperatura y la concentración, normalmente en masa.
o o o o
o o
En un diagrama binario pueden aparecer las siguientes regiones) Sólido puro o solución sólida *ezcla de soluciones sólidas +eutéctica, eutectoide, peritéctica, peritectoide *ezcla sólido - lquido nicamente lquido, ya sea mezcla de lquidos inmiscibles +emulsión, ya sea un lquido completamente %omogéneo. *ezcla lquido - gas /as +lo consideraremos siempre %omogéneo, trabajando con pocas "ariaciones da altitud.
O/0et!1os: Elaborar una tabla donde se reflejen los cambios de temperatura. (nalizar las cur"as de enfriamiento para determinar la temperatura a la que ocurren los cambios. Elaborar un diagrama de fases 0lomo-Esta!o a tra"és de las cur"as de enfriamiento por análisis térmico.
Maro te"r!o:
Las ur1as de en2r!a$!ento son una representación gráfica de la temperatura de un material respecto al tiempo conforme se "a enfriando. En las cur"as de enfriamiento, a simple "ista, se aprecian los cambios en las pendientes de las rectas, estas indican los puntos en los que las fases de la aleación cambian. 'na a)ea!"n es una combinación de propiedades metálicas, que está compuesta de dos o mas elementos, los cuales, al menos uno es metal. Se denomina 2ase a la porción macroscópica de una composición qumica y propiedades fsicas %omogéneas y que es diferenciable de su entorno. Los sistemas monofásicos se denominan %omogéneos y los que están formados por "arias fases se denominan mezclas o sistemas %eterogéneos.
3& Desarro))o e45er!$enta): •
1niciamos el ensayo pesando el plomo y el esta!o en las cantidades indicadas, en este caso fue de 23g de plomo y 43g de esta!o y para otra aleación de 43g de plomo y 23g de esta!o.
•
Luego pasamos a colocar una de las medidas indicadas de plomo y esta!o en el equipo especial de fundición.
•
5a alcanzado la temperatura de fusión de ambos metales apagamos el equipo de fundación y por medio de un multitester "amos registrando el descenso de la temperatura cada 6 segundos.
•
7ealizamos el procedimiento nue"amente con la otra medida indicada de plomo y esta!o.
•
&on los datos que obtu"imos y los datos obtenidos por nuestros compa!eros con los diferentes porcentajes de cada metal, los pasamos al Excel para realizar los gráficos correspondientes y as poder realizar el diagrama de fases.
6& Resu)tados:
Grafca de 40%Sn-60%Pb 12 10 8
Time
6 4 2 0 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Grafca de Sn60%-Pb40% 500 400 300 200 100 0 0
200
400
600
800
1000 1200 1400 1600 1800 2000
Grafca de 20%Sn-80%Pb 400 350 300 250
Value
200 150 100 50 0 45:36.0
52:48.0
00:00.0
07:12.0
14:24.0
21:36.0
28:48.0
Grafco de Sn98%-Pb%2 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0
500
1000
1500
Puntos de a$/!o de 2ase
2000
2500
•
Encontrados los puntos, los unimos y podemos obtener el siguiente diagrama de fases.
300
250
200
150
100
50
0 10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
7& Con)us!ones: •
0odemos elaborar un diagrama de fases tomando las "ariaciones de temperatura de la aleación y
•
pasándolas a Excel y marcar los puntos en las cur"as de enfriamiento. 8bser"amos que el diagrama de fases es más detallado mientras más mezclas realicemos de las
•
sustancias, ya que obtendremos más cur"as de enfriamiento. 9inalmente podemos concluir la gran importancia del diagrama de fases ya que, a simple "ista, nos permite distinguir y entender sus diferentes fases y con esto poder comprender y estudiar cualquier proceso para tratar de mejorar sus procedimientos.
%& *!/)!o#ra28a: • • •
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