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5/10/2018 diagramasfases - slidepdf.com

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Ejercicios Terna II (A/eaciones y diagramas de equilibrio)

1. Observa el diagrama de fases de la oleoclon Pb-Sn y

responde a las siguientes cuestiones: a) En una

cleccion de cornposicion 40 % de Sn, zcu61 es la

temperatura mientras dura el proceso de

sofidificoclone: b) zCu61 es la composicion de la

oleccion de punta de fusion m6s bajo? zQue nombre

recibe? zQue sucede con la temperatura durante el

proceso de solidlficocion de esta oleociorre: c) Calcula

el numero de fases y su composicion para una

cleoclon 35% de Sn y 65%de Pb a las temperaturas de

150°C Y250°C.

2. Calcula las cantidades relativas y composiciones de

las fases en una cleocion Fe-C de 1%de carbono y 726

°C de temperatura. Utiliza el diagrama de la figura.

3. Explica el proceso de solidificocion de dos aleaciones

de Fe y C cuyo porcentaje de C es menor y mayor de

0,89%.

4. Observa I diagrama de fases Cu-Ni de la figura y

responde a las siguientes preguntas: a) zCu61 es la

temperatura de micro y fin del proceso de

solidificccion para las siguientes composiciones: 20%de Cu, 50% de Cu y 20% de Ni?; b) zCu61 es la

temperatura minima en que encontraremos la

oleoclon es estado Ifquido para cualquier

composlcions: c) zA partir de que tanto por ciento de

Cu una cleccion estaria totalmente liquida a 1300°C?

zY solida?; d) Calcula el numero de fases, composicion

de cada una y cantidades relativas de cada fase para

una oleoclon del 50% de Cu a 1300°C.

5. Realiza un an61isis de fases de solidificoclon en el

equilibrio de aleaciones CU-Ag, seoun la gr6fica para

las siguientes composiciones y temperaturas. a)

Cornposiclon eutectico a 780°C; b) 40% de plata a

1000 °C; c) 30% de plata a 900°C; d) 50% de plata a

700°C. Nota un an6lisis de fases consta de los siguientes

apartados: fases presentes en el equili_brio,

cornposlcion de las fases y cantidades relativas de las

fases.

6. Cal cui a las cantidades de ferrita y cementita que est6n presentes en la perlita,

sabiendo que la perlita debe contener 0,77% de C. Utiliza el diagrama de Fe y C

mostrado anteriormente.

Teenologla Industria/II

7. EI diagrama de equilibrio de la figura corresponde a la oleocion binaria Cu-Ni;

utilizando el diagrama, determinar para una oleoclon con 50% de Au y 50% de Ni: a)



TECNOLOGiA INDUSTRIAL II E"ercicios TEMAI1: Aleaciones dia ramas de e uilibrio.

8. EI bismuto (punto de fusi6n 280°C) y el 1 2 0 0

cadmio (punto de fusi6n 320°C) son 1 1 0 01060

completamente solubles en estado 1000 1000·

Ifquid0 y tot aImen te ins0 Iubies en estado ,OO!-::-"::: ' :90:--" '" :B"!=0---:::70~6O-f;;;--;5~0-:- '40~3~0:---;;20~1';1;;---:'0 % Cu

s6lido. Sabiendo que forman una mezcla 0 10 26 .3 0 40 50 6 0 70 8 0 90 1 00 T,Ni

eutectic a a los 140°C que contiene 60 %

de BLse pide: 0) representor el diagrama de equilibrio del sistema Bi-Cd, suponiendo

que todos las Ifneas son rectos; b) construir 10curva de enfriamiento para una aleaci6n

con el25 %de Bi;c) en 10aleaci6n indicada (25%de Bil, determinar los foses presentes

en el equilibrio a 10temperatura de 200°C, 10composici6n y los mosas relativas de los

curva de enfriamiento, intervalo de

solidificaci6n y fases presentes; b) grado

de libertad en las foses anteriores,

utilizando 10 Ley de Gibbs; c)

composici6n y porcentaje de los fases en

equilibrio a 1250°C.

mismas.

T I O C l f l O C )

1 5 0 0

1 4 0 0

13001300

1 2 0 0

1100

9. EIdiagrama de 10figura que se muestra a continuaci6n corresponde a una aleaci6n

totalmente soluble en estado s61ido y

en estado Ifquido, formada por los

metales A y B. Disponemos de una

aleaci6n con 38% de metal B que se ~acorresponde con el diagrama. Se

1300 .pide: 0) hallar el punta y 10

temperatura de comienzo de 10

solidificaci6n; b) hallar el punta y 10

temperatura de fin de 10solidificaci6n;

c) colculor. a 10 temperatura de 665

°C, el porcentaje de s61ido y de

Ifquido con relaci6n 01 total de 10

10. EI diagrama de 10 figura

corresponde a una aleaci6n formada por

los metales A y B, totalmente solubles en

estado liquido y totalmente insolubles en

estado s6lido. SI disponemos de 3000 kg

de aleaci6n con 50% de metal A,

colculese a atravesar 10 temperatura

eutectico: 0) 10 mosa de Ifquido quesolidifica; b) 10 masa de metal A y de

metal Bdentro del s61idoformado.

11. Los metales A y B son completamente solubles en

estado Ifquido e insolubles en estado s6lido. Sabiendo que

los valores de 10 temperatura inicial (Tily de 10temperatura

final (Tf) de cristalizaci6n, que han sido obtenidas

experimentalmente, son los que aparecen en 10 tabla, se

pide: 0) construir el diagrama de equilibrio; b) construir 10

curva de enfriamiento para una aleaci6n de composici6n

90% de A y 10% de B; c) identificar las fases y las

aleaci6n.

HIOOi~~-'~~·~~~'~W~··-~u~·~i~.O~~~··.~~~'~I:O~··~O

m ~ ~ ~ r o ~ ~ ~ 100

A ·

'~ i '~ " ; - ' " - , .

:..~~-

g ( : ( l I , A ,

95Ai: IJ

51!A.SI

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L.'~.s

3273V

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2 > 6 0 2M

iU6. 2.t6

3 4 1 , !U

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TECNOLOGiA INDUSTRIAL II E"ercicios TEMAII: Aleaciones dia ramas de e uilibrio.

temperaturas de transformaci6n en una aleaci6n de composici6n eutectico: d) hallar

el porcentaje de las fases s61iday liquida en una aleaci6n de composici6n 80%de A y

20%de Bola temperatura de 300°C; e) calcular el grado de libertad en una aleaci6n

70%A Y 30%Bola temperatura de 300°C.

12. En el diagrama de equilibrio

adjunto, identificar las fases que

estcn presentes, a las

temperaturas indicadas, en coda

una de las aleaciones siguientes:

a) 20%de Sny 80 %de Pb a 100°C

(%at6mico); b) 1,25 kg de Sn y 14

kg de Pb a 200°C. De esas mismas

aleaciones, determinar las

composiciones y las cantidades

relativas de coda una de las fases

Suponiendo el diagrama de

Fe-C simplificado de 10 figura, se

pide: a) porcentaje maximo de

solubilidad de C en Fe-y

(austenita) y temperatura a 10que

existe esa maxima solubilidad; b)

temperaturas de solidificaci6n del hierro puro y de 10

porcentaje de fases (ferrita-cementita) que componen

presentes.

13. En el diagrama de fases Cu-

Ni de 10figura, para una aleaci6n

del 25 % de niquel, calcular: a) fases

presentes en las zonas I, II Y III; b)

Composici6n y porcentaje de las

fases a 1450°C, a 1300°C y a 1000°C;

c) Explica las solubilidades relativas

del Cobre y el Niquel.

14. En el diagrama de fases Cu-Ag

de 10 figura: a) explicar las

solubilidades relativas del Cobre y 10

Plata; b) calcular las fases presentes,

su composici6n y porcentaje de coda

una para una aleaci6n eutecricc a

850°C, a 10 temperatura del punta

eutectico y a 700°C; c) idem para una

aleaci6n del 80% de Cu, a 1000°C,

a 900°C, a 10 temperatura del

punta eutectico y a 600°C.

15. a) Defina brevemente

aleaci6n, soluto y disolvente; b)

diferencias entre soluci6n por

sustituci6n y por inserci6n (Junio de

2001)

16.

CM'ftC'~f'~5nI,

o ~~-r-T~~-T~~_'--~"~~i~~--__,l~

: : 1 0 < 1 £ ) ' , .;JlI ,0 0 10 ~.

~ •. p oIIIC I,rw .:''''.p iI!IO ~

Cu e n N iq ue J

100

A g

ledeburita (eutectico): C)

el eutectoide (perlita); d)

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TECNOLOGiA INDUSTRIAL I I E'ercicios TEMAII:Aleaciones dia ramasdee uilibrio.

porcentaje de constituyentes (ferrita-perlita) de un acero con el 0,5% de C a

temperatura ambiente. (Junio de 2001)

1500 0 C

Austeni teIIOO"C

Fe

L-__ .L-__ +- -':-,: ---;! Fe)C (Cement it e )

4.5 7

% en p es o d e c ar bo no

17. Para una aleaci6n A -B con

el diagrama de fases mostrado,

se pide: a) porcentaje de las

fases (a-~) de las que se -,_ .

com pone el eutectico: b) para ~ I WI) u

una aleaci6n del 40%de B y 60% ~

de A, indique las ~

transformaciones que ocurren al C:..

~enfriar y a que temperaturas; c) !- O

para la aleaci6n anterior (40%deB y 60%de A ), porcentaje de sus

constituyentes (o-eutectico) a

temperatura ambiente. (Septiembre de 2001)

LiQl.nDO

(I

% ell pew B

18. Suponiendo el diagrama de Fe-C simplificado de la figura del ejercicio 16, se

pide: a) porcentaje maximo de solubilidad de C en Fe-a (ferrita) y temperaturas a la

que existe esa maxima solubilidad; b) temperaturas de solidificaci6n del hierro puro y

de transformaci6n del hierro puro Fe-y (austenita) en Fe-a (ferrita); c) porcentajes de

hierro y carbona en el eutectico (Iedeburita), indicando la temperatura a la que se

forma este eutectlco: d) porcentaje de constituyentes (cementita-perlita(eutectoide))

de un acero con e12%de C a temperatura ambiente. (Junio de 2002)

19. Suponiendo el diagrama Fe-C simplificado de la figura del problema 16, se

pretende obtener el compuesto eutectoide. Se pide: a) porcentaje de hierro y

carbono; b) temperatura a la que empezarfa a/ solidificar la soluci6n Ifquida y

temperatura a la que terminarfa y en que constituyente se transforma al terminar la

solidificaci6n; c) 2,que transformaci6n se produce cuando la temperatura desciende

por debajo de 700°C?; d) 2,que constituyentes existen a temperatura ambiente y cuol

essu proporci6n? (Septiembre de 2002)

20. a) Indique brevemente las principales propiedades del cobre. Indique dos

aleaciones comunes del cobre y suscomponentes principales. b) Indique breve mente

que es la austenita, la ferrite. la cementita y la perlita (maximo dos Ifneas cada uno).

(Modelo de 2003)

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TECNOLOGiA INDUSTRIAL" E'ercicias TEIVIAII: Aleaciones dia ramas de e uilibria.

21. Para una aleaci6n A-B con el

diagrama de fases mostrado, se pide: a)

temperaturas de solidificaci6n de los

metales puros A y B; b) porcentaje de

metales A y B que tiene el eutectlco: c)

porcentaje de fases (a-13)de las que secom pone el eutectico a 900°C y a

temperatura ambiente; d) para una

aleaci6n del 65% de B y el 35% de A,

porcentaje de sus constituyentes (13-

eutectico). (Mode/o de 2003)

22. Para el diagrama de fases de la aleaci6n Cu-Ag: a) composiciones en tanto

por ciento de Cu y Ag Y de los

constituyentes (a-13) del punto

eutectico: b) para una aleaci6n

de 36 % de Ag, indique las .-.u

transformaciones que ocurren al ~..enfriarse hasta la temperatura ~

ambiente especificando fases que ~i

""-

se forman y temperaturas a las que E~

ocurren los cambios; c) defina

"curva de enfriamiento" de una

aleaci6n. (Junio de 2004)

23. Defina brevemente: a) soluci6n s61ida met6lica; b) tipos de soluciones s61idas

met6licas; c) linea de liquidus y linea de s6lidus;d) regia de las fases de Gibbs. (Mode/o

de 2004)

24. A la vista del diagrama de Fe-C de la figura del problema 16: a) indique que

porcentajes de carbono pueden tener los aceros y las fundiciones de hierro; b) ec6mo

se denominan los componentes estructurales eutectoide y eutectico y cu61 es su

porcentaje de carbono en cada caso?; c) indique c6mo se clasifican los aceros y las

fundiciones que tienen porcentajes de carbo no diferentes a los indicados en el

apartado b); d) para el compuesto eutectico. determine la temperatura a la que

ocurre la solidificaci6n y la proporci6n de sus constituyentes al terrnino de dicha

solidificaci6n. (Mode/o de 2004)

25. En la figura adjunta se muestran las curvas de enfriamiento para una aleaci6n

de metales A-B completamente soluble en estado liquido en insoluble en estado

s6lido. Determine: a) la composici6n del eurectico y temperatura a la que solidifica; b)

el diagrama de fases,

indicando las fases

existentes en cada una de

las 6reas en que se

subdivide el diagrama; c)

la proporci6n de los

constituyentes (A-

eutectico) de una

aleaci6n con un 80%de A

y 20%de B a temperatura

ambiente. (Junio de 2005)

1. : M eta l A pu re

1 1: 7 0% A -3 0CAj B

I I I : 40% A ·60% B

IV: 20% A· 80% B

V: M eta l B p uro

t lempo

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TECNOLOGiA INDUSTRIAL II E"ercicios TEMAI1: Aleaciones dia ramas de e uilibrio.

26. En la figura adjunta se representa el

diagrama de fases de la aleaci6n de los metales A-

B. 0) determine la composici6n del eutectico y

temperatura a la que solidifica. Indique los

diferentes estados por los que pasa al enfriar desde

el estado liquido al solido. las temperaturas a lasque se produce el cambio y las composiciones de

la fase liquida y s61ida en los siguientes casos: b)

Metal B puro; c) Aleaci6n con 80 %de A y 20%de

B . (Septiembre de 2005)

27. En la figura adjunta se representa el diagrama

de fases de la aleaci6n de metales A-B. 0) Determine

el porcentaje de las fases (a-f») que forman el

eutectico: b) indique las transformaciones que

ocurren y a que temperaturas al enfriar una aleaci6n

del 60%de By 40%de A; c) calcular para la anterior

aleaci6n (60%de By 40% de A) el porcentaje de susconstituyentes (o-eutectico) a temperatura

ambiente. (Mode/o de 2005)

28. 0) Describa brevemente el fundamento de los tratamientos terrnlcos a los que se

somete el acero. b) Describa brevemente los constituyentes de los aceros: perlita,

ferrita, cementita, perlita y martensita. (Junio de 2006)

, ' ' ' '

1200

._ "00

oL___~~~~~~~ __ ~O

o A 20 .c o 60 so B 100

C I A : , en cesc de B

1800 .... 160(

1200 -.. - - .

~

I00 · · · · · · · · · · · · 4 · · --=="--""----{

!i s a

I- 400 .. ... .. ·• • • K • • .." _ • , ...... _ .. 400

o~~~--~~~~~~o

o A 20 40 60 ee B 100

% en peso de 8

29. En la figura del problema 16 se muestra el diagrama de Fe-C simplificado.

Determine: 0) el porcentaje m6ximo de solubilidad de C en Fe-y (austenita) y

temperatura a la que se da; b) temperaturas de solidificaci6n del hierro puro y de la

ledeburita (eutectico): c) porcentaje de ferrita y cementita que componen el

eutectoide (perlita) y temperatura a la que se forma; d) porcentaje de constituyentes

(ferrita-perlita) de un acero con el 0,5%de C a temperatura ambiente. (Junio de 2006)

30. 0) Defina breve mente los siguientes conceptos: aleaci6n, soluto y disolvente. b)

Muestre las similitudes y diferencias existentes entre soluci6n s6lida por sustituci6n y

soluci6n s6lida por inserci6n. (Mode/o de 2006)

31. En la figura del problema 16 se muestra el diagrama de Fe-C simplificado.

Conteste a las siguientes cuestiones relativas al compuesto eutectico (Iedeburita): 0)

porcentaje de hierro y carbono; b) temperatura a la que empezaria a solidificar y

temperatura a la que termina; c) z cuoles son los constituyentes en los que se

transforma solidificar y cu61 es su proporci6n?; d) zque transformaci6n se produce

cuando la temperatura desciende por debajo de 700°C? (Mode/o de 2006)

32. En la figura adjunta se muestra el diagrama de

fases de una aleaci6n A-B. Conteste a las siguientes

cuestiones: 0) zcu61 es la temperatura de inicio y de

fin del proceso de solidificaci6n para las siguientes

composiciones: i) 20%A Y ii) 40% B?; b) z A partir de

que composicion de B una aleaci6n estaria

totalmente liquida a 1300°C? z Ys6Iida?; c) calcule el

numero de fases y, de forma aproximada, la

composici6n de cada una y las cantidades relativas

de cada fase para una aleaci6n del 50%de A a 1300

"C. (Septiembre de 2007)

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Uqll ida.

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,. .,~O~,~'~N~~-+.~~"~~~~~~~~~,~

Compoe;icl6n {% en pna B} B

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TECNOLOGiA INDUSTRIAL II E"ercicios TEMAII: Aleaciones dia ramas de e uilibrio.

33. Suponiendo el diagrama de Fe-C simplificado de la figura del problema 16, se

pide: a) porcentaje maximo de solubilidad de C en Fe-y (austenita) y temperatura a la

que existe esa maxima solubilidad; b) temperatura de solidificaci6n del hierro puro y de

la ledeburita (eutectlco): c) porcentaje de fases (ferrita-cementita) que componen el

eutectoide (perlita). Indique la temperatura a la que se forma el eutectoide; d)

porcentaje de constituyentes (ferrita-perlita) de un acero con el 0,5% de C atemperatura ambiente. (Mode/o de 2008)

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