Hola amigos y bienvenidos a este nuevo artículo el cual vamos a dar una explicación de las reacciones de transformación que se observan cuando se estudia los diagramas de fases. Los diagramas de fases son una herramienta valiosa en la ingenieria metalúrgica ya que nos muestra un mapa de todo lo que se puede obtener cuando 2 o más elementos forman una solución sólida lo que, comúnmente llamamos aleaciones.
Las aleaciones se forman cuando mezclamos uno o varios elementos en los cuales uno de ellos debe ser un metal, las aleaciones son soluciones sólidas en la cual el soluto (elemento aleante) se disuelve en la matriz del solvente en este caso sería el metal base. Un ejemplo sencillo lo podemos ver en el Latón en el cual el Cobre se mezcla con Zinc (siendo este el soluto) la mezcla de ambos mejora las propiedades de la aleación en términos de resistencia.
La importancia que tiene comprender los diagramas de fase radica en que uno puede diseñar aleaciones o mejorarlas acorde con las necesidades que se quieran mejorar y es ahí en donde hago enfasis en los detalles que ustedes como estudiantes deben comprender. Vamos a observar y analizar la figura 1.
Fig.1 Reacciones de tipo I
En los diagramas de fases se pueden observar muchas reacciones, a diferentes temperaturas por lo general, acostumbro a los estudiantes a que presten atención a estos dos tipos de reacciones ya que son importantes, la primera reacciones tipo 1 involucran las siguientes reacciones: eutéctica, eutectoide, monotectoide, monotéctica y catatéctica, de ese grupo vamos a enfocarnos en las dos primeras ya que son muy empleadas en el estudio de las aleaciones. ¿Que importancia tienen? La respuesta radica en lo que se obtiene de ellas ya que, tenemos una fase que se transforma en 2 fases o dicho de otro modo pasamos de monofásica a bifásica.
Las propiedades mecánicas de este tipo de aleación son altas y un ejemplo de ello estan en las aleaciones de aluminio tales como las Al-Si, si miramos ese diagrama y los invito a que lo busquen veran dos aspectos interesantes, primera radica en la resistencia que es muy diferente al Aluminio original y la segunda radica en el ahorro energético de producir este tipo de aleación. Es mucho más sencillo fundir una aleación eutéctica que un metal base.
En el parrafo anterior hablamos de un líquido que se transforma en dos sólidos, pero tambien tenemos el caso de que un sólido se transforma en dos sólidos aquí tenemos una trasformación en estado sólido y el mejor ejemplo que hay lo tiene el acero cuando la austenita se transforma en ferrita y perlita (mezcla de ferrita y cementita) aún más allá si modificamos la velocidad de enfriamiento de la austenita podemos precipitar una fase metaestable llamada martensita que incrementa aún más la resistencia del acero.
Fig.2 Reacciones de tipo II
Pasemos ahora al otro tipo de reacción la que denomino tipo II, si en el caso anterior el fin era tener aleaciones que me ofrecieran resistencia, en este caso se busca aleaciones que tengan una microestructura estable a altas temperaturas la palabra clave es "estabilidad" y eso es vital en aplicaciones donde la temperatura juega un papel importante, un ejemplo sería fabricar una turbina en la cual se necesita que se matenga la microestructura estable independientemente de la temperatura a la cual se someta de ahí que, si el metal está sometido a 300°, 500° o 1000°C su microestructura sea la misma ya que no conviene tener un metal bifásico por el riesgo a que se afecte la propiedad del metal, es por eso que si se observa el Latón existe una amplia zona de fase alfa que da estabilidad térmica a la aleación, usted tambien lo puede ver en los aceros inoxidables austeníticos pero ahí, la mezcla entre el Fe, Cr y el Ni hace que una fase que no es estable a bajas temperaturas lo sea.
En conclusión, independientemente del diagrama que se analice se debe comprender estos dos tipos de reacciones ya que muchas propiedades tienen una profunda conexión con ellas, les agradezco el tiempo que se tomaron para leer este artículo y como siempre cualquier duda pueden preguntar, dejar sus comentarios para enriquecer este espacio.
Feliz día y nos vemos en un próximo artículo
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