Un elemento (A) funde a la temperatura de 800ºC, y otro (B) lo hace a 900ºC. En el estado líquido, ambos son completamente solubles. En el estado sólido, B es parcialmente soluble en A mientras que A es totalmente insoluble en B, formando un eutéctico a 500ºC que contiene un 30% de A. La máxima solubilidad de B en A es del 10% y se da a 500ºC, disminuyendo hasta el 0% a la temperatura ambiente.
Se pide:
a) Dibuje su diagrama de equilibrio, incluyendo las fases presentes en cada zona.
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. Trace la curva de enfriamiento de otra aleación con el 50% de A.
c) ¿Cuáles son las fases de una aleación con el 15% de A a la temperatura de 200ºC?

Respuesta :

Respuesta:

### a) Diagrama de Equilibrio

Para dibujar el diagrama de equilibrio del sistema descrito, seguimos estos pasos:

1. **Ejes**: En el eje horizontal (x) se representa el porcentaje de A, desde 0% a 100%. En el eje vertical (y) se representa la temperatura, desde temperatura ambiente hasta la temperatura más alta de fusión (900ºC).

2. **Puntos importantes**:

- Punto de fusión de A: 800ºC (100% A)

- Punto de fusión de B: 900ºC (0% A)

- Eutéctico a 500ºC con 30% de A

- Solubilidad máxima de B en A a 500ºC: 10% de B en A (90% de A)

- A es insoluble en B a cualquier temperatura.

3. **Curvas líquidas**:

- Desde 800ºC en 100% A, trazar una curva hacia abajo hasta el eutéctico a 500ºC y 30% de A.

- Desde 900ºC en 0% A, trazar una curva hacia abajo hasta el mismo punto eutéctico a 500ºC y 30% de A.

4. **Curvas sólidas**:

- Desde 500ºC en 90% de A, trazar una curva hacia abajo hasta temperatura ambiente (representa la disminución de la solubilidad de B en A desde 10% a 0%).

- Dado que A es insoluble en B, no se traza ninguna otra curva sólida a la izquierda del eutéctico.

5. **Zonas y fases**:

- L (líquido): zona por encima de las curvas líquidas.

- L + α (liquido + sólido de A): zona entre la curva líquida de A y la curva sólida de B en A.

- L + β (líquido + sólido de B): zona entre la curva líquida de B y el eutéctico.

- α + β (sólido de A + sólido de B): zona por debajo del eutéctico.

El diagrama puede representarse como sigue:

```

Temp (ºC)

900 |------------------

| \

800 |----\ |

| \ |

| \ |

500 |------E---------

| | /

| | /

| | /

200 |-----------------

0 30 100% A

%A

```

(E = eutéctico)

### b) Solidificación de la aleación con 70% de B

- **Composición**: 70% de B (30% de A)

- **Línea líquida a 70% B**: Intersección en el diagrama muestra la temperatura donde la mezcla empieza a solidificar.

- Al enfriarse, la primera fase sólida que se forma es la que está en equilibrio con la fase líquida, lo que para esta aleación es el eutéctico a 500ºC.

- **Temperatura de inicio de solidificación**: Desde aproximadamente 650-700ºC, según el diagrama (dependiendo de la precisión en el dibujo).

- **Temperatura de finalización de solidificación**: 500ºC (eutéctica).

**Curva de enfriamiento de una aleación con 50% de A**:

- **Composición**: 50% de A

- **Curva de enfriamiento**:

- Empieza a solidificar al llegar a la temperatura de la línea líquida para 50% de A (aproximadamente 700-750ºC).

- Completa la solidificación en el eutéctico a 500ºC.

### c) Fases de la aleación con 15% de A a 200ºC

- **Composición**: 15% de A

- **Temperatura**: 200ºC (por debajo del eutéctico)

- Según el diagrama y las solubilidades, la aleación contendrá:

- **α (fase sólida de A con máxima solubilidad de B)**: A (con un pequeño porcentaje de B, pero ya que estamos a 200ºC, la solubilidad de B en A es prácticamente 0%).

- **β (fase sólida de B)**: B (puro, ya que A es insoluble en B).

Por lo tanto, las fases presentes a 200ºC serán α (solución sólida de A con trazas de B) y β (sólido de B puro).