3 Iforme de Fico

7/14/2019 3 Iforme de Fico

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INTRODUCCION:

Como las propiedades de un material depende del tipo, nmero, cantidad y forma de las fases

presentes, y pueden cambiarse alterando estas cantidades, es esencial conocer:

a) Las condiciones bajo las cuales existen estas fases y;b) Las condiciones bajo las cuales ocurrir un cambio en la fase.

Se ha acumulado gran informacin respecto a los cambios de fase, en muchos sistemas de

aleaciones, y la mejor manera de registrar estos casos es por medio de diagramas de fase, o

tambin conocido como diagramas de equilibrio o constitucionales.

Para especificar el estado de equilibrio es necesario especificar 3 variables independientes, que

pueden controlarse externamente, que son: temperatura, presin y composicin. Si se supone

que la presin es constante con valor atmosfrico, entonces nos quedar en el diagrama

temperatura y composicin. El diagrama es una representacin grfica de un sistema de aleacin.

Idealmente, el diagrama de fase deber mostrar las relaciones entre las fases bajo condiciones de

equilibrio, o sea, bajo condiciones en las cuales no habr cambio con el tiempo. Las condiciones

de equilibrio pueden ser aproximadas por medio de calentamiento y enfriamiento

extremadamente lentos, de modo que se tenga tiempo si un cambio de fase est por ocurrir. En la

prctica, los cambios de fase tienden a ocurrir a temperatura ligeramente mayores o menores,

dependiendo de la rapidez a l que la aleacin se calienta o enfra. La rpida variacin en la

temperatura, que puede impedir cambios de fase que normalmente ocurriran bajo condiciones

de equilibrios, distorsionar y a veces limitar la aplicacin de estos diagramas.

Las ms importantes aleaciones binarias, las cuales pueden clasificarse como sigue son:

1. Componentes completamente solubles en estado lquido:a. Completamente soluble en estado slido (tipo I)b. Insoluble en estado slido: la reaccin eutctica (tipo II)c. Parcialmente soluble en estado slido: la reaccin eutctica (tipo III)d. Formacin de una fase intermedia de fusin congruente (tipo IV)e. La reaccin peritctica (tipo V)

2. Componentes parcialmente solubles en estado lquido: la reaccin monotctica3. Componentes insolubles en estado lquido e insolubles en estado slido (tipo VII)4. Transformaciones en estado slido:

a. Cambio alotrpicob. Orden desordenc. La reaccin eutectoide, yd. La reaccin peritectoide.


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OBJETIVOS

Ser capaz de construir un diagrama de fases, el punto eutctico, curva de slidos,lquidos, etc.

Realizar curvas de enfriamiento de cierta mezcla de componentes. En la cualtrabajaremos con los datos obtenidos en el enfriamiento lento de una mezcla

fundida dada de composicin conocida.

Trazar el diagrama de equilibrio del sistema Plomo Estao a partir decomposiciones diferentes en peso.

FUNDAMENTO TEORICO

Cuando un metal sufre un cambio de estado, la transformacin va acompaada de una

absorcin de calor o un desprendimiento de calor, si se trata de un calentamiento o

enfriamiento respectivamente. Estos fenmenos trmicos se deben a las diferentes

entalpias de la fase que se forma a partir de la primitiva y los correspondientes efectos

trmicos se suelen designar como calores latentes de fusin y vaporizacin.

Muchos metales experimentan cambios de fase cuando ya se encuentran en estado slido

tratndose de metales puros, tales cambios son alotrpicos y en las aleaciones son

cambios de fase, como por ejemplo, la descomposicin de una solucin slida en otras

fases, la formacin de una solucin solida a partir de 2 o ms fases existentes, la

solubilidad, etc.

DIAGRAMA DE FASES:


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El diagrama de fase es la representacin grfica del estado de una aleacin. Si varia la

composicin de la aleacin, su temperatura, presin y el estado de la aleacin tambin

cambia, esto refleja grficamente en el diagrama de estado.

El diagrama de fases muestra los estados estables, es decir, los estados que en unas

condiciones dadas poseen el mnimo de energa libre. Por esto el diagrama de fases

tambin puede llamarse diagrama de equilibrio, ya que indica las fases en equilibrio que

existen en unas condiciones dadas.

De acuerdo con esto, los cambios de estado reflejados en el diagrama tambin se refieren

a las condiciones de equilibrio, es decir, en ausencia de sobrecalentamiento o

subenfriamiento. Sin embargo, las transformaciones en equilibrio, es decir, las

transformaciones en ausencia de subenfriamiento o sobrecalentamiento, no pueden

realizarse en realidad, por lo cual el diagrama de fases representa un caso terico y en la

prctica se utiliza para estudiar las transformaciones a pequeas velocidades decalentamiento o enfriamiento.

Las regularidades generales de la existencia de las fases estables que responden a las

condiciones tericas del equilibrio pueden expresarse en forma matemtica por medio de

la llamada regla de las fases o ley de Gibbs. La regla de las fases es la expresin

matemtica de las condiciones de equilibrio del sistema, es decir, la ecuacin de la regla

de las fases indica la dependencia cuantitativa entre el nmero de grados de libertad del

sistema c y el nmero de componentes k y de fases f:

c = k

f + 2

La regla de las fases da la dependencia cuantitativa entre el grado de libertad del sistema y

el nmero de fases y componentes. Y para estudiar dicha regla vamos a redefinir lo que es

fase y componente.

Fase: Es la parte homognea de un sistema separada de las dems partes delmismo (fases) por una superficie de separacin, al pasar la cual la composicin

qumica o la estructura de la sustancia varia bruscamente.

Componentes: Se llaman componentes las sustancias que forman el sistema. Porlo tanto, un metal puro ser un sistema de un solo componente, una aleacin dedos metales, ser un sistema binario o de dos componentes. Los compuestos

qumicos solo pueden considerarse como componentes si no se disocian en las

partes que los componen en los intervalos de temperatura que se analizan.


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Por nmero de grados de libertad de un sistema se entiende el nmero de factores

externos internos (temperatura, presin y concentracin) que pueden cambiarse sin que

vare el nmero de fases del sistema.

Si el nmero de grados de libertad es igual a cero (sistema invariante), es evidente que

ser imposible cambiar los factores externos o internos del sistema (temperatura, presin

o concentracin) sin que esto provoque una variacin del nmero de fases.

DIAGRAMA DE ESTADO DE LAS ALEACIONES CON DISOLUBILIDAD TOTAL EN ESTADO

SOLIDO

Ambos componentes son completamente solubles en los estados lquido y slido y no

forman compuestos qumicos, componentes: A y B.

Si los dos componentes se disuelven totalmente en los estados lquido y slido, solo

pueden existir dos fases: la solucin liquida L y la solucin solida a. Por consiguiente, no

puede haber tres fases, la cristalizacin a temperatura constante no se observa y en el

diagrama no hay lnea horizontal.


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El diagrama, que se representa consta de tres regiones: liquido, liquido + solucin slida y

solucin slida.

El proceso de cristalizacin se representa por medio de una curva de enfriamiento.

Cuando los componentes son dos y las fases tambin dos, el sistema es monovariante, es

decir, si la temperatura cambia, tambin cambia la concentracin de los componentes en

las fases: a cada temperatura le corresponden unas composiciones determinadas

rigurosamente de las fases.

La concentracin y la cantidad de fases que hay en la aleacin que se encuentra entre las

lneas de slido y de lquido se determinan por medio de la regla de los segmentos.

DIAGRAMA DE ESTADO DE LAS ALEACIONES CON SOLUBILIDAD PARCIAL EN ESTADO

SOLIDO (TIPO III)

En diagramas de este tipo, ambos componentes son solubles totalmente en estado

lquido, parcialmente en estado slido y no forman compuestos qumicos.

Componentes: A y B. Fases: L, y .

En las aleaciones de este tipo es posible la existencia de: Fase lquida, solucin slida del

componente B en el A, que llamaremos solucin , y solucin slida del componente A enB, que llamaremos . En estas aleaciones es posible el equilibrio invariante cuando existen

al mismo tiempo las tres fases: L, y . En dependencia de qu reaccin se desarrolla en

las condiciones de existencia de las tres fases, puede haber dos tipos de diagramas: Un

diagrama con eutctica y otro con peritctica.

Detallaremos el diagrama obtenido en esta prctica de laboratorio, segn la aleacin

usada. Este es el diagrama con eutctica.


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En el diagrama de fase de este tipo, los puntos de fusin de los 2 metales puros se indican

como TA y TB respectivamente. La lnea liquidus es TAETB y la lnea solidus es TAFETB. Las

reas de fases nicas deben marcarse primero. Por encima de la lnea lquidus hay solo

una solucin lquida de fase nica.

En las aleaciones en este sistema, los cristales de A o B puro nunca solidifican, sino que

siempre solidifican una aleacin o una mezcla de aleaciones. Luego se marcan las reas de

la fase nica alfa y la solucin slida beta. Como estas soluciones slidas estn prximas a

los ejes, se conocen como soluciones slidas terminales. Las reas restantes de dos fases

pueden marcarse como lquido ms alfa, lquido ms beta y alfa ms beta.

En T la solucin slida alfa disuelve un mximo de 20% de beta, como se muestra en el

punto F, y la solucin slida beta un mximo de 10% de A, como se aprecia en el punto G.

con la disminucin de la temperatura, la cantidad mxima de soluto que puede disolverse

disminuye, como lo indican las lneas FH y GJ, las cuales se llaman lneas solidus e indican

la solubilidad mxima (solucin saturada) de B en la solucin alfa o de A en B (solucinbeta) como funcin de la temperatura. El punto E, donde se intersecan en un mnimo de

lneas liquidus, se conoce como punto eutctico.


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Lquidus:

En un diagrama de fase es el lugar geomtrico de todos los puntos que representan

las temperaturas a las cuales diversas composiciones terminan de congelar al enfriar

o empiezan a fundir al calentar. La lnea Lquidus es la lnea superior, obtenida alunir los puntos que muestran el inicio de la solidificacin.

Solidus:

En un diagrama de fase de equilibrio, es el lugar geomtrico de todos los puntos que

representan las temperaturas a las que diversas composiciones de las fases slidas

coexisten con otras fases slidas, es decir, los lmites de solubilidad slida. La lnea

soliduses la lnea inferior, obtenida al unir los puntos que muestran el final de la

solidificacin.

Propiedades de los sistemas de aleacin eutctica:

En los sistemas se muestra que hay una relacin lineal entre los constituyentes que

aparecen en la micro estructura y la composicin de la aleacin para un sistema eutctico.

Esto parecera indicar que las propiedades fsicas y mecnicas de un sistema eutctico

tambin deben mostrar una variacin lineal, en la prctica. Sin embargo, es raro encontrar

este comportamiento ideal. Las propiedades de cualquier aleacin multifsica dependende las caractersticas individuales de las fases y la forma en que estas ltimas se hallan

distribuidas en la micro estructura. Esto es particularmente cierto para sistemas de

aleacin eutctica. La resistencia, dureza y ductibilidad se relacionan con el tamao,

nmero, distribucin y propiedades de los cristales de ambas fases.

El aumento de la rapidez de enfriamiento puede resultar una mezcla eutctica ms fina,

mayor cantidad de mezcla eutctica y granos primarios ms pequeos, los que a su vez

influirn.


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SISTEMA PLOMO ESTAO

Detallaremos las propiedades mecnicas estos dos elementos:

Plomo:

Entre las principales propiedades del plomo se encuentran peso elevado, alta densidad,

suavidad, maleabilidad, bajo punto de fusin y baja resistencia mecnica, adems, tiene

propiedades de lubricacin, baja conductividad elctrica, alto coeficiente de expansin y

alta resistencia a la corrosin.

Estao:

Es un metal blanco y suave que tiene resistencia a la corrosin y buenas propiedades de

lubricacin. Sufre una transformacin polimrfica desde la estructura normal tetragonal

(estao blanco) hasta una forma cbica (estao gris) a una temperatura de 55.8F. Esta

transformacin se acompaa de un cambio en densidad desde 7.30 hasta 5.75, y la

expansin resultante da lugar a la desintegracin del metal a un polvo grueso; sin

embargo la transformacin es muy lenta y se necesita un considerable subenfriamiento

para iniciarla.


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En el caso de la aleacin del plomo - estao podemos decir que es un sistema eutctico

simple con el punto eutctico localizado en 61.9% de estao y 361F. Aunque las

aleaciones plomo estao se utiliza ms por su caracterstica de fusin, como en

soldadura, el estao tambin incrementa la dureza y la resistencia.

Las aleaciones que contienen 61.9% de Sn tiene la composicin eutctica. Por encima de

183C la aleacin es totalmente lquida y por ello debe contener 61.9% de Sn. Despus de

que el lquido se enfra a 183C se inicia la reaccin eutctica. Se forman dos soluciones

alfa y beta, durante las reacciones eutcticas las composiciones de las dos soluciones

slidas estn representadas por los extremos de las lneas eutcticas.

Durante la solidificacin, el crecimiento del eutctico requiere tanto la remocin del calor

latente de fusin como de la redistribucin de los dos tipos de tomo por difusin puesto

que la solidificacin ocurre completamente a 183C, la curva de enfriamiento es similar a

la de un metal puro, esto es una meseta trmica y ocurre a la temperatura eutctica. Paraque los tomos se redistribuirn durante la solidificacin eutctica, se debe desarrollar

una micro estructura caracterstica. En el sistema plomo estao, las fases slidas alfa y

beta forman al lquido en un arreglo laminar o de plata. La estructura laminar permite a

los tomos de Pb y Sn moverse a travs del lquido, en el cual es fcil la difusin, sin tener

que desplazarse una fase considerable.

El producto de la reaccin es nica y caracterstica de las 2 fases slidas llamadas micro

constituyentes eutcticas en la aleacin Pb 61.9% Sn. Se forma el 100% de micro

constituyente eutctico puesto que todo lquido pasa a travs de la reaccin.

Cuando se enfra aleacin que contiene entre el 19.2% - 61.9% de Sn, el lquido se empieza

a solidificar a la temperatura del lquido. Sin embargo la solidificacin se completa por

medio de la reaccin eutctica. Esta secuencia de solidificacin ocurre cada vez que la

lnea vertical correspondiente a la composicin original a la aleacin cruza tanto los

lquidos como el eutctico.

Las aleaciones con composicin entre 19.2% - 61.9% de Sn, se denominan

aleaciones hipoeutcticos o aleaciones que contienen menos de la cantidad eutctica

de estao. Una aleacin a la derecha de la composicin eutctica entre el 61.9% y el

97.5% de Sn, es hipereutctica.


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Algunas veces es deseable conocer la composicin qumica real y las cantidades relativos

de las dos fases presentes. Para determinar esta informacin, es necesario aplicar dos

reglas.

Regla I:Composicin Qumica de las fases. Para determinar la composicin qumica real

de las fases de una aleacin, en equilibrio a cualquier temperatura especfica en una

regin bifsica, se traza una lnea horizontal para la temperatura, llamada lnea vnculo, a

las fronteras del campo. Estos puntos de interseccin se abaten a la lnea base y la

composicin se lee directamente.

Regla II. Cantidades relativas de cada fase. Para determinar las cantidades relativas de

las dos fases en equilibrio, a cualquier temperatura especfica en una regin bifsica, setraza una lnea vertical que representa la aleacin y una lnea horizontal (como la

temperatura), a los lmites del campo. La lnea vertical divide a la horizontal en dos partes

cuyas longitudes son inversamente proporcionales a la cantidad de fases presentes. Esta

tambin se conoce como regla de la palanca. El punto donde la lnea vertical intersecta a

la horizontal se considerar como el fulcro, o eje de oscilacin. Las longitudes relativas de

los brazos de palanca multiplicadas por las cantidades de fases presentes deben

balancearse.


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CUESTIONARIO

1. Adjuntar los datos de los diferentes grupos de trabajo (temperatura vs. Tiempo).

%Sn = 5% %Sn = 15% %Sn = 16.95% %Sn = 20% %Sn = 21%%Pb = 95% %Pb = 85% %Pb = 83.05% %Pb = 80% %Pb = 79%

Tiempo(s) T C Tiempo(s) T C Tiempo(s) T C Tiempo(s) T C Tiempo(s) T C

0 340 0 340 0 297 0 360 0 294

10 328 10 335 10 292 10 358 10 290

20 317 20 332 20 285 20 350 20 286

30 309 30 329 30 280 30 340 30 281

40 301 40 326 40 274 40 330 40 276

50 296 50 323 50 269 50 322 50 273

60 293 60 319 60 263 60 314 60 269

70 290 70 316 70 256 70 309 70 26580 288 80 312 80 250 80 302 80 260

90 285 90 309 90 246 90 300 90 256

100 274 100 305 100 241 100 298 100 251

110 267 110 302 110 238 110 292 110 247

120 252 120 299 120 236 120 288 120 244

130 244 130 295 130 231 130 280 130 239

140 232 140 292 140 228 140 272 140 234

150 229 150 289 150 225 150 264 150 232

160 223 160 286 160 221 160 258 160 228

170 217 170 284 170 217 170 252 170 225180 212 180 280 180 214 180 245 180 221

190 206 190 277 190 210 190 239 190 218

200 201 200 272 200 206 200 236 200 215

210 196 210 271 210 202 210 228 210 211

220 191 220 268 220 198 220 224 220 208

230 187 230 265 230 195 230 219 230 205

240 183 240 262 240 191 240 216 240 201

250 178 250 260 250 187 250 212 250 198

260 175 260 258 260 183 260 211 260 195

270 173 270 251 270 180 270 209 270 191

280 167 280 249 280 176 280 207 280 189

290 165 290 247 290 173 290 204 290 186

300 161 300 245 300 169 300 200 300 183

310 157 310 243 310 165 310 196 310 180

320 155 320 241 320 160 320 192 320 178

330 150 330 239 330 159 330 188 330 174

340 147 340 237 340 158 340 184 340 171


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350 145 350 235 350 150 350 180 350 169

360 142 360 232 360 146 360 177 360 167

370 140 370 231 370 140 370 176 370 165

380 138 380 229 380 138 380 176 380 164

390 135 390 226 390 134 390 176 390 163

400 134 400 222 400 132 400 175 400 162410 132 410 221 410 129 410 170 410 160

420 130 420 220 420 127 420 163 420 158

430 127 430 219 430 125 430 430 155

440 126 440 216 440 123 440 440 153

450 124 450 215 450 121 450 450 150

460 123 460 214 460 119 460 460 148

470 122 470 211 470 118 470 470 147

%Sn = 40% %Sn = 50 % %Sn = 60% %Sn = 61.9% %Sn = 70%%Pb = 60% %Pb = 50% %Pb = 40 % %Pb = 38.1% %Pb = 30%

Tiempo(s) T C Tiempo(s) T C Tiempo(s) T C Tiempo(s) T C Tiempo(s) T C

0 387 0 239 0 250 0 330 0 280

10 382 10 236 10 245 10 325 10 277

20 375 20 233 20 241 20 319 20 270

30 349 30 231 30 237 30 313 30 264

40 340 40 228 40 233 40 307 40 258

50 332 50 225 50 228 50 303 50 256

60 324 60 223 60 225 60 297 60 250

70 316 70 219 70 222 70 293 70 24480 308 80 216 80 218 80 287 80 238

90 306 90 214 90 215 90 283 90 235

100 302 100 210 100 211 100 278 100 232

110 299 110 206 110 208 110 273 110 226

120 294 120 203 120 204 120 268 120 225

130 288 130 200 130 201 130 263 130 221

140 280 140 196 140 198 140 257 140 218

150 274 150 194 150 195 150 253 150 215

160 267 160 190 160 192 160 249 160 212

170 260 170 187 170 189 170 245 170 208180 254 180 184 180 185 180 240 180 202

190 250 190 180 190 183 190 235 190 200

200 246 200 178 200 180 200 231 200 198

210 241 210 174 210 177 210 227 210 195

220 236 220 172 220 175 220 223 220 191

230 232 230 169 230 173 230 220 230 189

240 228 240 167 240 170 240 216 240 185


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250 221 250 165 250 169 250 214 250 183

260 217 260 164 260 167 260 213 260 182

270 213 270 162 270 166 270 212 270 181

280 212 280 160 280 166 280 212 280 180

290 211 290 158 290 166 290 212 290 179

300 209 300 155 300 166 300 212 300 178310 206 310 153 310 166 310 212 310 177

320 204 320 150 320 166 320 212 320 176

330 201 330 148 330 166 330 211 330 175

340 198 340 145 340 160 340 198 340 173

350 195 350 143 350 160 350 195 350 171

360 192 360 141 360 160 360 192 360 170

370 189 370 139 370 160 370 190 370 169

380 186 380 136 380 156 380 187 380 168

390 183 390 134 390 154 390 184 390 167

400 180 400 132 400 150 400 182 400 165410 177 410 130 410 149 410 178 410 165

420 177 420 128 420 146 420 175 420 164

430 177 430 126 430 143 430 174 430 163

440 440 125 440 141 440 173 440 162

450 450 123 450 139 450 172 450 161

460 460 121 460 137 460 170 460 160

470 470 120 470 135 470 169 470 158


14/30

2. Graficar temperatura vs tiempo de todos los grupos indicando los cambios.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 100 200 300 400 500

TC

tiempo (s)

5%Sn, 95%Pb

0

50

100

150

200

250

300350

400

0 100 200 300 400 500

TC

tiempo (s)

%15 Sn, %85Pb


15/30

0

50

100

150

200250

300

350

0 100 200 300 400 500

TC

tiempo (s)

%16.95 Sn, %83.05 Pb

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 100 200 300 400 500

TC

tiempo (s)

%20 Sn, %80 Pb


16/30

0

50

100

150

200

250

300

350

0 100 200 300 400 500

TC

tiempo (s)

%21 Sn, %79 Pb

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 100 200 300 400 500

TC

tiempo (s)

%40 Sn, %60 Pb


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0

50

100

150

200

250

300

0 100 200 300 400 500

TC

Tiempo (s)

%50 Sn, %50 Pb

0

50

100

150

200

250

300

0 100 200 300 400 500

TC

Tiempo (s)

%60 Sn, %40 Pb


18/30

0

50

100

150

200250

300

350

0 100 200 300 400 500

TC

Tiempo (s)

%61.9 Sn, %38.1 Pb

0

50

100

150

200

250

300

0 100 200 300 400 500

TC

Tiempo (s)

%70 Sn, %30 Pb


19/30

3. Graficar el diagrama de fase del Pb Sn experimental y compararlo con elterico.

Para graficar el diagrama de fases debemos ver las inflexiones en cada composicin; as en

las grficas tendremos tres inflexiones, solo que en algunas dos de ellas son las mismas,

asi tendremos una relacin de composicin vs temperatura:

Composicin % Temperatura 1 Temperatura 2 Temperatura 3

0.0 350 0 350

5.0 300 70 340

15.0 245 140 320

16.5 230 150 315

20.0 225 180 300

21.0 210 200 295

40.0 200 190 250

50.0 190 190 220

60.0 190 190 190

61.9 210 170

70.0 250 140

80.0 290 110

Con estos datos trazamos el diagrama de fases


20/30

Diagrama de fases Terico:


21/30

4. Aplicaciones del Pb, Sn y aleaciones.Aplicaciones del Plomo:

El plomo se ha utilizado durante

muchos siglos en fontanera y

conducciones de agua, en proteccin

y techado de edificios, en menaje de

cocina y domstico y en objetos

ornamentales. Su elevada densidad le

hace muy indicado para anclas,

contrapesos y municin, as como

pantalla protectora contra

radiaciones diversas y proteccin

acstica. Las propiedades

electroqumicas del plomo se utilizan

ampliamente para sistemas de

almacenamiento de energa elctrica por medio de la batera plomocido, ampliamente utilizada

en vehculos automviles, en sistemas estacionarios de comunicaciones, en medicina y, en

general, donde es necesario asegurar la continuidad de los servicios y sistemas. Algunos

compuestos de plomo, particularmente los xidos brillantemente coloreados, se han utilizado

durante muchsimo tiempo, en pinturas y pigmentos, en vidrios y en barnices para la cermica.

Los usos finales del plomo, es decir, su aplicacin prctica, han variado de forma drstica en lo que

va de siglo. Usos clsicos, como la fontanera, la plancha para industrias qumicas y para la

construccin, las pinturas y los pigmentos, los cables elctricos, etc., han retrocedido de forma

sensible. En la gasolina la utilizacin del plomo tiende a desaparecer, obedeciendo a exigencias

legales.

La realidad es que hay usos muy especiales del plomo, que le hacen indispensable o difcilmente

sustituible son, entre otros:

Bateras para automocin, traccin, industriales, aplicaciones militares, servicios continuosy de seguridad, energa solar, etc

Proteccin contra radiaciones de todo tipo;

Vidrios especiales, para aplicaciones tcnicas o artsticas; o Proteccin contra la humedad,cubiertas y techumbres Soldadura, revestimientos, proteccin de superficies, etc.


22/30

Aplicaciones del estao:

El estao se utiliza en el

revestimiento de acero para

protegerlo de la corrosin. La

hojalata, acero estaado, sigue

siendo un material importante en la

industria conserves y destino de

aproximadamente la mitad del estao

metlico producido en el mundo

aunque est siendo desplazado por el

aluminio. La segunda aplicacin en

importancia es la soldadura blanda de

tuberas y circuitos elctricos y

electrnicos.

El estao tambin debido a su estabilidad y su falta de toxicidad se utiliza como recubrimiento de

metales: recubrimiento de hierro (hojalata) para la industria conservera, lo que se hace por

electrlisis o inmersin. Esto consume aproximadamente el 40% del estao.

Con los metales forma aleaciones: bronces (cobre-estao), estao de soldar (64% estao, 36%

plomo, punto de fusin 181C), metal de imprenta (hasta 15% de estao) y para fabricar cojinetes

(30% estao, antimonio y cobre). Es interesante la aleacin de niobio-estao superconductora a

muy bajas temperaturas. Esto puede ser importante en la construccin de imanes

superconductores que generan fuerzas muy grandes con poca potencia: conectados a unapequea batera y con un peso de pocos kg, generan campos magnticos con una fuerza

comparable a la de los electroimanes normales de 100 toneladas y, adems, stos ltimos tienen

que estar conectados continuamente a una gran fuente de alimentacin.

Entre los compuestos destaca el cloruro de estao (II), que se usa como agente reductor y como

mordiente de telas calic.

El hidruro de estao (IV) descompone por encima de los 150C y forma un espejo de estao en las

paredes del recipiente.

Las sales de estao pulverizadas sobre vidrio se utilizan para producir capas conductoras que seusan en paneles luminosos y calefaccin de cristales de coches.

Pequeas cantidades de estao en los alimentos enlatados no es peligroso. Los compuestos

trialquil y triaril estao se usan como biocidas y deben manejarse con cuidado. El hidruro de

estao (IV) es un gas venenoso.
http://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/sinmarcos/elementos/fe.htmlhttp://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/sinmarcos/elementos/cu.htmlhttp://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/sinmarcos/elementos/pb.htmlhttp://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/sinmarcos/elementos/nb.htmlhttp://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/sinmarcos/elementos/nb.htmlhttp://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/sinmarcos/elementos/pb.htmlhttp://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/sinmarcos/elementos/cu.htmlhttp://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/sinmarcos/elementos/fe.html


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La gama incluye aleaciones con composiciones que van desde un 60 % estao a un 40 %

plomo con una gama corta de temperaturas de fusin comprendida entre 183 y 190 C, de

termofluidez relativamente libre y extensamente utilizadas para la soldadura blanda de

cobre y aleaciones de cobre.

Las aleaciones de estao-plomo con un contenido de estao del 30 al 40 % de son una

alternativa econmica a las de mayor contenido de estao, si bien sus gamas de

temperaturas de fusin son mucho ms extensas y su termofluidez es menor. Su amplia

gama de temperaturas de fusin les hace tiles cuando no se pueda mantener el control

del huelgo de la unin.

Todas estas aleaciones pueden obtenerse con ncleo de fundente, bien de cido

inorgnico o de resina, segn las prescripciones para la aplicacin. Otras aleaciones de

estao y de estao-plomo aplicables a BS.EN 29453:1994. Pueden suministrarse de

conformidad a las normas nacionales, entre otras, y su disponibilidad debe consultarse

con un representante de ventas de Johnson Matthey.

Aplicaciones de este producto

La utilizacin de plomo en los productos se va reconociendo progresivamente como

indeseable, tanto en trminos de su repercusin medioambiental a largo plazo como en la


24/30

capacidad de reciclaje de dichos productos. Por consiguiente, la utilizacin de metales de

aportacin que contengan plomo continuar reducindose.

La Directiva 2000/53/CE relativa a los vehculos al final de su vida til, la Directiva

2002/95/ sobre restricciones a la utilizacin de determinadas sustancias peligrosas en

aparatos elctricos y electrnicos y la Directiva 2002/96/ sobre residuos de aparatos

elctricos y electrnicos (RAEE) prohben la utilizacin de determinadas sustancias

peligrosas, incluidos los materiales que contengan plomo.

La utilizacin de plomo en los sistemas de agua potable se ha prohibido en Europa y en

muchos pases de todo el mundo. Pese a tales consideraciones, un gran nmero de

empresas contina utilizando metales de aportacin con contenido de plomo. Se tendrn

en cuenta alternativas sin plomo, tales como las de 99C, 97C y P40 siempre que sea

posible.


25/30

5. Otros mtodos experimentales para construir un diagrama de fases.a) Anlisis trmico directo.

Es el ms simple. Se trata de medir la variacin de temperatura en intervalos

regulares de tiempo para distintas muestras de distintas composiciones. En la

curva formada se observa que se pueden detectar cambios de pendiente que

corresponden a cambios de fases.

b) Anlisis trmico inverso.Se traza la curva de variacin de la temperatura con el incremento del tiempo

respecto a la temperatura T=f(dt/dT) = f(t/T). En este caso se observa una mejor

resolucin de los puntos de modificacin de la pendiente de la curva, por lo que es

un mtodo ms preciso.

c) Anlisis trmico derivado.Se traza la curva de variacin de la temperatura con la variacin de la temperatura

respecto al tiempo T=f(dT/dt) , donde se muestran claramente los puntos de

cambio de fases.

d) Calorimetria diferencial de barrido (DSC).


26/30

Se determina en una atmosfera controlada la variacin de flujo de calor en una

muestra en funcin de la temperatura. Tanto en el enfriamiento como en el

calentamiento cualquier transformacin fsica o qumica que ocurra en el material

viene acompaada de un intercambio de calor. Mediante la tcnica de DSC se

puede determinar la temperatura de la transformacin y se puede cuantificar la

cantidad de calor que interviene.

Y a partir de los datos obtenidos, podemos trazar un diagrama de equilibrio como las

siguientes grficas.


27/30

e) Dilatometria.Consiste en medir las variaciones de volumen que acompaan a los cambios de

fase en una aleacin. Se estudia la evolucin de la longitud de una muestra

durante el calentamiento o el enfriamiento. Se registra la variacin de longitud con

la temperatura, pudindose observar que se produce una variacin del

comportamiento cuando se pasa de un campo monofsico a uno bifsico. En los

equilibrios invariantes se produce un cambio brusco de longitud. Las curvas de

calentamiento y enfriamiento no se superponen en la mayora de los casos debido

a los sobrecalentamientos y a los subenfriamientos y se manifiesta un fenmeno

de histresis.


28/30

Y podemos ver que a partir de los datos de dilatometria de una muestra de composicin

determinada, se pueden determinar los datos que permiten el trazado de las lneas del

diagrama de equilibrio.

f) Difraccin de rayos X a temperatura variable.Se puede obtener un diagrama de rayos X de la muestra mientras se eleva la

temperatura regularmente. Tiene un inconveniente de que hay que alcanzar el

equilibrio entre las dos fases durante el calentamiento para que los datos

obtenidos sean fiables.


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g) Medidas de conductividad elctrica.Sirven para determinar la curva de solidus de las soluciones solidas ya que cuando

comienza la fusin la resistencia elctrica de los metales aumenta fuertemente.

h) Mtodo de temple.Se utiliza para observar el estado de equilibrio obtenido a temperaturas elevadas.Se trata de utilizar una serie de muestras de la misma composicin a las que se las

calienta a una temperatura determinada y despus de intervalos determinados de

tiempo se sacan del horno y se templan. Se evalua la cantidad de fase

transformada por algn mtodo como el anlisis de imagen.

i) Mtodos de observacin directa.Se pueden utilizar microscopios con platinas calientes o fras en las cuales se

observan directamente los cambios de fase que se van produciendo a medida que

se calienta o se enfra un sistema.


30/30

6. Descripcin de los diagramas de fases.7. Observaciones y conclusiones.

BIBLIOGRAFIA

FISICO QUIMICA .G.W.Castellan. FISICO QUIMICA Sexta Edicion. Gaston Pons Muzzo.

FISICOQUIMICA, Ira N. Levine, Me Gaw Hill (1996) INTRODUCCION A LAMETALURGIA FISICA, Sydney H .Avner.

MODERD PHYSICAL CHEMISTRY, G,F.Liptrot, J.J.Thompson, G.R.Walker. Be andHyman Limited, London (1982).

http://cienciamateriales.files.wordpress.com/2012/08/diagrama-de-fases-4.pdf.

https://www5.uva.es/guia_docente/uploads/2012/469/45757/1/Documento7.pdf.

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