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Tecnoloxía Páxina 1 Boletín 11 – Diagramas de fases I 1. El bismuto (punto de fusión 271oC) y el cadmio (punto de fusión 321o C) se supone que son totalmente solubles en estado líquido y totalmente insolubles en estado sólido, formando un eutéctico a 143,3oC con un contenido en cadmio de un 40%. Se pide: a) Dibujar el diagrama de equilibrio de este sistema, indicando sobre él los nombres de todos los puntos, líneas y zonas. b) Dada una aleación compuesta de un 70% de cadmio, indicar: - Temperatura inicial de solidificación. - Temperatura final de solidificación. - Composición química y cantidades relativas de las fases presentes a una temperatura 40oC por debajo de la inicial de solidificación. 2. El platino y el oro son totalmente solubles tanto en estado sólido como en el líquido. El punto de fusión del platino es de 1773,8oC y el oro 1062oC. Una aleación formada por un 40% de oro comienza a solidificar a 1598,8oC dando cristales con una concentración en oro del 15%. Otra aleación con un contenido en oro del 70% comienza a solidificar a 1398oC formándose cristales con un 37% de oro. Se pide: a) Dibujar el diagrama de equilibrio del sistema, indicando sobre él los nombres de todos sus puntos, líneas y zonas. b) Dada una aleación compuesta de un 70% de Au, indicar: - Temperatura inicial de solidificación. - Temperatura final de solidificación. - Composición química y cantidades relativas de las fases presentes a 1334oC. 3. Citar las fases presentes, sus composiciones, así como su cantidad relativa en las siguientes aleaciones: a. 25% Pb – 75% Mg a 425 oC, 200oC.
Tecnoloxía Páxina 2 b. 85% Ag – 15% Cu a 800 oC. c. 15% Sn – 85% Pb a 100 oC. d. 1,25 kg Sn y 14 kg Pb a 200 oC. e. 4,2 mol Cu y 1,1 mol Ag a 900 oC.
Tecnoloxía Páxina 3 4. Dos elementos metálicos A y B son completamente solubles en estado líquido y parcialmente solubles en estado sólido, formando eutéctico. Su equilibrio de fases responde al siguiente diagrama. a) Para una aleación A:B de composición 70:30 que se encuentra justo bajo la temperatura eutéctica, determinar las cantidades relativas de la fase alfa primaria y la formada por la reacción eutéctica. b) Líneas, regiones y puntos significativos del diagrama. 5. Un acero de composición eutectoide (0,77% C) se enfría lentamente desde 750oC hasta una temperatura justo por debajo de la eutectoide (27oC-ΔT). Determinar las fracciones de los constituyentes que se formarán.
Tecnoloxía Páxina 4 6. Un acero hipoeutectoide [Fe:C] [99,5:0,5] se enfría muy lentamente desde 950oC hasta la temperatura ambiental. Determinar: a) Las fracciones de austenita y ferrita proeutectoide que contendrá el acero cuando se halle a una temperatura justo por encima de la eutectoide (727oC+ΔT). b) Las fracciones de ferrita y cementita que contendrá el acero cuando se encuentre a una temperatura justo por debajo de la eutectoide (727oC-ΔT). c) Las cantidades relativas de ferrita eutectoide y ferrita proeutectoide que tendrá el acero a una temperatura justo bajo la eutectoide (727oC-ΔT). d) Las cantidades relativas de todos los microconstituyentes cuando el acero se halle a la temperatura ambiental. 7. Un acero hipereutectoide [Fe:C] [98,8:1,2] se enfría muy lentamente desde 950oC hasta la temperatura ambiental. Determinar: a) Las fracciones de austenita y cementita proeutectoide que contendrá el acero cuando se halle a una temperatura justo por encima de la eutectoide (727oC+ΔT). b) Las fracciones de ferrita y cementita que contendrá el acero cuando se encuentre a una temperatura justo por debajo de la eutectoide (727oC-ΔT). c) Las cantidades relativas de cementita eutectoide y cementita proeutectoide que tendrá el acero a una temperatura justo bajo la eutectoide 727oC-ΔT). d) Las cantidades relativas de todos los microconstituyentes cuando el acero se halle a la temperatura ambiental. 8. Una fundición de composición eutéctica (4,3% C) se enfría muy lentamente desde 1200oC hasta la temperatura ambiental. Determinar: a) Las fracciones de austenita y cementita que contendrá la aleación cuando se halle a una temperatura justo por debajo de la eutéctica (1148oC- ΔT). b) Las cantidades relativas de austenita y las distintas clases de cementita que contendrá la fundición a una temperatura justo por encima de la eutectoide (727oC+ΔT). c) Las cantidades relativas de todos los microconstituyentes cuando la fundición se halle a una temperatura justo bajo la eutectoide (727oC- ΔT).
Tecnoloxía Páxina 5 9. Una pieza cilíndrica Fe-C pesa 4 kg y contiene en hierro 3,82 kg. Hallar: a) Concentración en peso y volumen de ambos elementos. b) Tipo de aleación qué es. c) Volumen total de la pieza y densidad de la misma. d) Si se calienta a 900oC, determinar fases que se formarán, composición y concentración. Datos: ρFe = 7,87 kg/dm3 ; ρC = 2,22 kg/dm3 10. Un acero hipoeutectoide del 0,5% de C se encuentra a una temperatura inferior a 727oC. Determinar los componentes estructurales presentes y sus cantidades relativas. 11. Explicar el proceso de solidificación de una aleación cuando el porcentaje de C es inferior al 0,77%.