BLOQUE A MATERIALES. DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO

Transcripción

1 MATERIALES. DIAGRAMAS EQUILIBRIO 1.- Una fundición ferrítica cn 3% de C se encuentra en equilibri a la temperatura ambiente. Se sabe que la slubilidad de C en el Fe a la temperatura ambiente es de 0,008%. Determine: Fases presentes en su cmpsición. Cantidades relativas de cada una. (Prpuest Andalucía 96/97) 2.- Un fabricante de maquinaria dispne de ds aleacines férreas cn un cntenid del 0,8% y del 3,5% en pes de carbn y el rest de hierr. Se pide: Indicar qué tip de aleación industrial es cada una de ellas. Si tuviera que elegir una de las ds para fabricar un eje de una máquina, cuál de ellas escgería y pr qué?. Si la aleación del 3,5% de carbn se funde y se deja enfriar muy lentamente en un mlde hasta la temperatura ambiente, decir cóm se encuentra el carbn en la aleación y qué fases aparecerán en la estructura a la temperatura ambiente. ( Andaluza) 3.- Una hiptética aleación, de cmpsición 60% de A y 40% de B, está a una temperatura en la que cexisten una fase sólida alfa y tra líquida. Si las fraccines másicas de ambas sn 0,66 y 0,34, respectivamente, y la fase alfa cntiene un 13% del cmpnente B y un 87% del A. Determine la cmpsición de la fase líquida a dicha temperatura. (Prpuest Andalucía 96/97) 4.- Un plmer intrduce un crisl, cn 12 Kg de una aleación Pb-Sn cn el 30% en pes de Sn, en un hrn eléctric que alcanza una temperatura máxima de 183 ºC. Cuand el hrn llega a su temperatura máxima bserva que una parte se ha fundid, per pr más tiemp que mantiene la aleación a esta temperatura, n cnsigue terminar de fundirla. Se pide, teniend en cuenta el diagrama de fases que se adjunta: Qué cantidad máxima de líquid pdrá btener a la temperatura anterir?. Hasta qué temperatura deberá llegar el hrn para cnseguir que tda la masa se funda?. Siguiend las recmendacines de su hij, que estudia Tecnlgía en bachillerat, le añade al crisl Sn pur, cnsiguiend que td su cntenid se funda a temperatura cnstante de 183 ºC. Qué masa de Sn ha tenid que añadir al crisl para cnseguirl?. (Prpuest Andalucía 97/98) Temperatura ( C) Cmpsición (% atómic Sn) 327 C Líquid + L ,2 183 C 61,9 + L Temperatura ( F) (Pb) Cmpsición (% en pes Sn) (Sn) 5.- En un puert de mntaña cuya temperatura ambiente es de -10 º C, el servici de mantenimient de carreteras arrja sal sbre ellas para cnseguir fundir el hiel. Se desea saber, cn la ayuda del diagrama de fases adjunt: Qué cantidad relativa, prcentaje en pes de sal (NaCl) mínim, deberá tener la mezcla para cnseguir que td el hiel se funda?.

2 MATERIALES. DIAGRAMAS EQUILIBRIO Cn un camión de 1000 Kg de sal qué cantidad de hiel se puede llegar a fundir a dicha temperatura? ( andaluza septiembre 98) 10 Temperatura ( C) Líquid (salmuera) Hiel + Líquid (salmuera) Hiel + Sal Sal + Líquid (salmuera) -30 NaCl HO Cmpsición % en pes 6.- En el diagrama de equilibri adjunt, diga qué fases están presentes, a las temperaturas indicadas, en cada una de las aleacines siguientes: 20% Sn - 80% Pb, a 100 ºC (% atómic) 1,25 Kg de Sn y 14 Kg de Pb, a 200 ºC. De esas mismas aleacines determine las cmpsicines y las cantidades relativas de cada una de las fases presentes ( Andaluza juni-99) Temperatura ( C) Cmpsición (% atómic Sn) 327 C Líquid + L ,2 183 C 61,9 + L Temperatura ( F) (Pb) Cmpsición (% en pes Sn) (Sn) 7.- Del diagrama Fe-C que se adjunta, se pueden extraer ls siguientes dats: A 960 ºC el carbn puede dislverse en la austenita hasta un 1,5 %. A 600 ºC el carbn puede dislverse en la ferrita hasta un 0,067%. Se desea saber las fases presentes y su cmpsición: En una aleación cn un 1% de Carbn, a las temperaturas de 600 y 960 ºC. En una aleación cn el 2% de carbn, a la temperatura de 960 ºC. ( andaluza septiembre-99)

3 MATERIALES. DIAGRAMAS EQUILIBRIO C ,7 (Fe) Cmpsición (% en pes C) 8.- Dibuje un diagrama de equilibri entre ds cmpnentes cualesquiera, A y B, slubles cmpletamente en estad sólid, que slidifiquen, en su estad pur, a las temperaturas de 1000 y 1300 ºC, respectivamente. En la región bifásica sitúe un punt a la cmpsición del 45% del cmpnente A y a la temperatura de 1100 ºC. Se pide: Identifique las fases presentes en dich punt. Determine la cmpsición de las mismas. Razne su grad de libertad. varianza del sistema, en la zna dnde se ha situad el punt anterirmente citad. (Prpuest Andalucía 97/98). 9.- Ds metales A y B, sn ttalmente slubles en estad líquid y en estad sólid. Slidifican a 1200 y 700 ºC, respectivamente. Se sabe que una aleación, cn el 80 % de A, es ttalmente líquida pr encima de 1150 ºC y sólida pr debaj de 1000 ºC. Así mism, tra aleación cn el 40 %de A, es ttalmente líquida pr encima de 1000 ºC y sólida pr debaj de 800 ºC. Se pide: Dibuje el diagrama de equilibri indicand las fases presentes en cada una de sus znas. Analice l que curre en el enfriamient de una aleación del 50 % de A, desde 1200 ºC hasta la temperatura ambiente. Para la aleación anterir y la temperatura de 1000 ºC, existe más de una fase? Si la respuesta es afirmativa, qué prcentaje hay de cada una?. (Prpuest Andalucía 98/99) Un plater dispne de ds lingtes de aleación cbre-plata..un de ells cntiene un 30 % de Ag y el tr un 50% de Ag (prcentajes en masa). Ambs lingtes tienen una masa de 2 kg y se intrducen en crisles separads, en el interir de un hrn que puede alcanzar, cm máxim, una temperatura de 900 ºC. Haciend us del diagrama de fases adjunt, razne: Pueden llegar a fundirse ttalmente ls lingtes? Qué cantidad máxima de líquid btendría en ambs crisles?. Cuand el indicadr de temperatura del hrn marque 800 ºC. qué masa de sólid quedará tdavía pr fundirse en cada crisl?

4 MATERIALES. DIAGRAMAS EQUILIBRIO El plater busca una aleación de mayr ley (mayr prcentaje en plata). Para ell, extrae cn una cazleta una muestra de líquid de cualquiera de ls crisles y la deja enfriar hasta la temperatura ambiente. Diga a qué temperatura debería hacer la extracción del líquid del hrn para que, al slidificar, tenga la máxima ley. Qué cmpsición de plata tendrá la nueva aleación slidificada?. (Prpuest Andalucía 98/99) Cmpsición (% atómic Ag) A Líquid + L E + L G ,9 71,9 91,2 (C (C (C H (Cu) Cmpsición (% en pes Ag) (Ag) 780 C (T ) E Temperatura ( F) 11.- a) Del diagrama adjunt, diga qué fases están presentes y cuáles sn sus cmpsicines, en las siguientes aleacines: 85% en pes de Ag y 15% de Cu, a 800 ºC. 267 g de Cu y 119 g de Ag, a 900 ºC. Cmpsición (% atómic Ag) A Líquid + L E + L G ,9 71,9 91,2 (C (C (C H (Cu) Cmpsición (% en pes Ag) (Ag) 780 C (T ) E Determine las cantidades relativas (fraccines prcentajes en masa) de las fases presentes en las aleacines y temperaturas del apartad a). ( andaluza septiembre-00) Temperatura ( F)

5 MATERIALES. DIAGRAMAS EQUILIBRIO 12.- Una aleación del 50% Sn y 50% Pb (en pes) a 300 ºC, cmienza a enfriarse lentamente. Utilizand el diagrama de fases adjunt, indique: A qué temperatura se iniciará la slidificación y qué cmpsición tendrá la primera fase sólida frmada a esta temperatura? Si se cntinúa enfriand esta aleación, a qué temperatura se btendrá un líquid cn un cntenid de Sn máxim?, qué cntenid será éste? Calcule las cantidades relativas de las fases que se frman just al slidificar la aleación anterir. Temperatura ( C) Cmpsición (% atómic Sn) 327 C Líquid + L ,2 183 C 61,9 + L Temperatura ( F) (Pb) Cmpsición (% en pes Sn) (Sn) (Prpuest Andalucía 99/00) 13.- Una aleación del 30 % en pes de Ni y el 70% de Cu se calienta hasta la región bifásica. Si la cmpsición de la fase sólida es del 35% Ni, a partir del diagrama de fases adjunt determine:

6 MATERIALES. DIAGRAMAS EQUILIBRIO TECNOLOG GÍA Curs: 2º Bach. Prfesr: Jsé Jiménez R. Tecnlgía Industrial II La temperatura que ha alcanzad la aleación y la cmpsición de la fase líquida. Las fraccines másicas de ambas fases. Dibuje la curva de enfriamient temperatura-tiemp, desde 1400 ºC hastaa 1000 ºC, de la aleación del 30% Ni. Indique, sbre la misma, las fases existentes en cada tram de la curva así cm las temperaturas dnde cmienza y finaliza la slidificación. (Prpuest Andalucía 99/00) 14.- Un element (A) funde a la temperatura de 600 ºC y tr (B) a 700 ºC. Ambs sn cmpletamente slubles en el estad líquid per ttalmente inslubles en el estad sólid, frmand un eutéctic a 300 ºC que cntiene un 30 % del element A. a) Dibuje su diagrama de fases cnsiderand las líneas rectas. b) Determine la temperatura a la que empieza a slidificar una aleación cn el 70% de B, y la que tendrá cuand termine, de acuerd cn el diagramaa dibujad. c) Diga cuáles sn las fasess de una aleación cn el 15% de A, a la temperatura de 200 ºC, su cmpsición y las prprcines en las que se encntraran en equilibri. ( andaluza juni-01) 15.- Dibuje la curva de enfriamient, temperatura frente a tiemp, para un metal pur que se enfría a presión cnstante en cndicines de equilibri desde el estad líquid, para ls siguientes cass: a) El metal slidifica a 450ºC y, psterirmente, se enfría hastaa la temperatura ambiente. b) El metal slidifica a 800ºC dand una estructura cristalina cúbica que, psterirmente, se transfrma a 500ºC en tra hexagnal que permanece hastaa la temperatura ambiente. c) Aplicar la regla de las fases de Gibbs: en el cas del apartad a), paraa las temperaturas de 500ºC y 450ºC y, en el cas del apartad b), para 800ºC y 500ºC. (Prpuest Andalucía 00/01) 16.- El sistema de aleacines Pb-Sb presenta una transfrmación eutéctica cn un 13 % de Sb a la temperatura de 247ºC. Supniend que ambs metales sean ttalmente inslubles en el estad sólid, y que ls punts de fusión de ambs sn:t f (Pb)= 327ºC y T f (Sb)= 630ºC, se pide:

7 MATERIALES. DIAGRAMAS EQUILIBRIO a) Dibujar el diagrama de equilibri crrespndiente, asignand las fases presentes a cada región del mism, cnsiderand las líneas de equilibri rectas. b) Determinar la cantidad relativa de cada una de las fases presentes a la temperatura ambiente para la aleación de cmpsición eutéctica. c) Dibujar la curva de enfriamient para una aleación del 50% Pb, desde el estad líquid hasta la temperatura ambiente, indicand las fases existentes en cada un de sus trams. ( andaluza juni-02) 17.- En alguns puerts de mntaña existen recipientes cn sal para usarls cuand hiele. Supnga que la temperatura ambiente es de -10 ºC y que, para fundir el hiel, se esparce sal sin saber cn exactitud la cantidad de hiel sbre la que se arrja. Cn la ayuda del diagrama de fases adjunt, se pide: 10 Temperatura ( C) Líquid (salmuera) Hiel + Líquid (salmuera) Sal + Líquid (salmuera) Hiel + Sal -30 NaCl HO Cmpsición % en pes a) Analice l que pasaría si la cantidad de sal añadida es escasa (mens del 12 %, pr ejempl). b) Y si se añadiera demasiada sal (más de un 25 %, pr ejempl)? c) Supnga que se dispne de un camión cn 3000 kg de sal, y que se quiere abrir un pas de 4 m de anchura en una carretera en la que se ha frmad una capa de hiel cn un espesr medi de 5 cm. Sbre qué lngitud de carretera debería esparcirse la sal del camión? (Tómese la densidad del agua en cualquier estad cm 1 kg/l) (Prpuest Andalucía 01/02) 18.- Un element (A) funde a la temperatura de 800 ºC, y tr (B) l hace a 900 ºC. En el estad líquid, ambs sn cmpletamente slubles. En el estad sólid, B es parcialmente sluble en A mientras que A es ttalmente insluble en B, frmand un eutéctic a 500 ºC que cntiene un 30% de A. La máxima slubilidad de B en A es del 10% y se da a 500 ºC, disminuyend hasta el 0% a la temperatura ambiente. Se pide: a) Dibuje su diagrama de equilibri, incluyend las fases presentes en cada zna. b) Determine la temperatura a la que empieza a slidificar una aleación de 70 % de B, y la que tendrá cuand termine, de acuerd cn el diagrama dibujad. Trace la curva de enfriamient de tra aleación cn 50 % de A. c) Cuáles sn las fases de una aleación cn el 15% de A a la temperatura de 200ºC? ( andaluza juni-03) 19.- En la micrestructura de una fundición gris ferrítica cn un 3% de C, se bserva ferrita y grafit. Se pide: a) Dibujar un esquema de cóm se vería al micrscpi.

8 MATERIALES. DIAGRAMAS EQUILIBRIO b) Si se dispne de un Kg de esta fundición, determine la masa ttal presente en cada una de sus fases. c) Cmentar las aplicacines industriales que tienen ests tips de aleacines. ( andaluza septiembre-03) 20.- Ds elements, A y B, se disuelven mutuamente hasta un 10% cada un. La aleación del 45% de B slidifica a 400 ºC, frmand un eutéctic. Las temperaturas de fusión de A y B sn, respectivamente, 800 y 500 ºC. Se pide: a) Dibuje su diagrama de equilibri, indicand las fases presentes en cada zna. b) Explique el prces de slidificación de la aleación eutéctica, dibujand su curva de enfriamient. c) Determine la cantidad relativa de cada fase que se frma en el eutéctic, a la temperatura de slidificación. (Prpuest Andalucía 02/03) 21.- a) Dibuje el diagrama Fe-C simplificad, de acuerd cn ls dats siguientes: Temperatura eutéctica: 1140 ºC. Cmpsición del eutéctic: 4,3 % C. Temperatura eutectide: 720 ºC. Cmpsición del eutectide: 0,8 % C. Cmpsición de la cementita: 6,7 % C Máxima slubilidad del C en la austenita: 2% a 1140 ºC. Temperatura de transfrmación del Fe γ en Fe α : 910 ºC. Slubilidad del C en el Fe α a 720 ºC: 0,02 %. Supnga despreciable el % de carbn disuelt en la ferrita a temperatura ambiente. b) Sbre el diagrama que ha trazad, realice un análisis de fases en un punt a 200ºC y 1,5% C. c) Calcule las cantidades relativas de cada una de las fases presentes en la perlita. (Prpuest Andalucía 03/04) 22.- Ds metales, A y B, cuys punts de fusión sn T f (A) = 271ºC y T f (B) = 630ºC, sn ttalmente slubles en ls estads líquid y sólid. Para btener su diagrama de fases se preparan tres aleacines distintas: Aleación 1 (10%B), Aleación 2 (45%B) y Aleación 3 (80%B). A cntinuación, se funden las tres en crisles separads y se registran las temperaturas de cmienz (T c ) y de final de la slidificación (T f ) de cada una de ellas, bteniéndse ls siguientes resultads: Aleación 1: T c = 320ºC T f = 273ºC Aleación 2: T c = 500ºC T f = 350ºC Aleación 3: T c = 600ºC T f = 450ºC a) Dibuje el diagrama de equilibri crrespndiente, expresand las fases presentes en cada zna. b) Determine, para la Aleación 2 (45% de B), el prcentaje másic de fases presentes a 400ºC. c) Cóm se hallaría la cmpsición del primer sólid frmad al empezar la slidificación de la Aleación 2?. Indique, de manera aprximada, dich valr. (Prpuest Andalucía 03/04) 23.- Se sabe que ds metales, A y B, sn cmpletamente slubles en el estad sólid. Sus temperaturas de slidificación en estad pur sn, respectivamente, 900 y 500ºC. También se sabe que una aleación cn el 50% de A es cmpletamente líquida pr encima de 800ºC y cmpletamente sólida pr debaj de 600ºC. Se pide: a) Dibuje el diagrama de equilibri, indicand las fases presentes en cada zna y cnsiderand las líneas de transfrmación rectas. b) Para una aleación del 50% de B a 700ºC, indique la cmpsición de las fases presentes. c) Si se tuvieran 5 kg de una aleación cn el 40% de B a 750ºC, calcule las cantidades presentes de cada fase así cm la cmpsición de cada una de ellas. (Prpuest Andalucía 03/04)

9 MATERIALES. DIAGRAMAS EQUILIBRIO 24.- a) Dibuje un diagrama de equilibri entre ds hiptétics metales, A y B, entre ls que se prduzca, a 500 ºC, una transfrmación eutéctica cn el 50% de A. Cnsidere también, para hacer el dibuj, que entre A y B hay slubilidad parcial mutua cn un máxim del 10% a 500 ºC. Rellene las znas del diagrama, expresand las fases presentes en cada una. b) Tme un punt dentr de una región bifásica. Diga su cmpsición, la temperatura y las fases presentes en dich punt. Aplique la ley de la palanca para cncer las cantidades relativas de cada fase. c) Cnsidere la aleación eutéctica: dibuje su curva de enfriamient y aplique la Regla de las Fases cuand se está prduciend la slidificación. (Prpuest Andalucía 04/05) 25.- En el diagrama Fe-C se presenta un eutéctic a la cmpsición del 4,3% C a 1143 ºC. En este punt, la austenita y la cementita presentan una cmpsición en carbn del 2,11% y 6,67%, respectivamente. Se pide: a) Indicar las fases que frman el cnstituyente eutéctic y cuál de ellas presentaría la máxima dureza. Cóm se denmina este cnstituyente? b) Determinar el prcentaje de fases presentes en el eutéctic, cuand se cmpleta su slidificación. c) Cnsidere una aleación del 3% de C, a una temperatura ligeramente superir a la eutéctica. Calcule las cantidades presentes, en ese punt, de líquid y de sólid. (Prpuest Andalucía 04/05) 26.- El bismut y el cadmi sn cmpletamente slubles en estad líquid e inslubles en estad sólid. Sus punts de fusión sn 280 C y 320 C, respectivamente. Frman un eutéctic a 140 C que cntiene un 60% de Bi. Se pide: a) Dibujar el diagrama de equilibri del sistema Bi-Cd, supniend rectas las líneas del mism, y trazar la curva de enfriamient para la aleación del 25% de Bi. b) Indicar las fases en equilibri a 200 C, para la aleación del 25% de Bi, calculand sus cmpsicines y las cantidades relativas de las mismas. c) Explicar ds defects psibles de la estructura cristalina de ls metales. ( andaluza juni-06) 27.- Ds metales A y B sn ttalmente slubles en estad líquid, e inslubles en estad sólid. El element A funde a 900 ºC y el B a 750 ºC, frmand un eutéctic a 500 C cn una cmpsición del 40% de A. Se pide: a) Dibujar el diagrama de equilibri de fases utilizand líneas rectas. b) Determinar las fases existentes y sus cantidades relativas, en una aleación del 20% de B a 600 ºC. e) Explicar cóm se prtege una tubería de acer enterrada, mediante prtección catódica. ( andaluza septiembre-06) 28.- Un acer de herramientas está frmad pr un 93,18% de perlita y un 6,82% de cementita (prcentajes en pes). Cmpsición eutectide: 0,8% de carbn. Cmpsición de la cementita: 6,67% de carbn. Se pide: a) Calcular el cntenid en carbn del acer. b) Dibujar un esquema de su micrestructura a temperatura ambiente, señaland cada micrcnstituyente. c) En relación al tratamient de temple, explique cóm se realiza, qué cambis se prducen en su micrestructura y cuáles en sus prpiedades. (Prpuest Andalucía 05/06) 29.- Una fundición gris ferrítica del 3% de C, se encuentra en equilibri a la temperatura ambiente. Se sabe que la slubilidad del C en el Fe a la temperatura ambiente es de 0,008%. Se pide:

10 MATERIALES. DIAGRAMAS EQUILIBRIO a) Fases presentes y su cmpsición a temperatura ambiente. b) Cantidades relativas de cada fase, a esa misma temperatura. c) Describir las principales diferencias entre un acer y una fundición, en función de la cmpsición y de las prpiedades mecánicas. (Prpuest Andalucía 05/06) 30.- El cbre y el níquel presentan slubilidad ttal en ls estads líquid y sólid. Sus punts de fusión sn 1084 ºC y 1455 ºC respectivamente. Si las temperaturas de cmienz (Tc) y final (Tf) de la slidificación, para tres aleacines distintas del sistema, sn las que se indican a cntinuación: Aleación del 20% Ni Tc = 1180 ºC Tf = 1150 ºC Aleación del 45% Ni Tc = 1300 ºC Tf = 1230 ºC Aleación del 70% Ni Tc = 1340 ºC Tf = 1300 ºC Se pide: a) Calcular para una aleación del 47% de Cu a la temperatura de 1300 ºC, el prcentaje en pes de cbre que habrá en las fases sólida y líquida. b) Calcular la cantidad de sólid que se habrá fundid y la que quedará sin fundir, en un lingte de 20 kg de la aleación anterir, si se calienta a 1300 ºC. c) Explicar, ayudándse de ls diagramas de fases, las diferencias existentes entre slubilidad ttal, parcial e inslubilidad en el estad sólid. (Prpuest Andalucía 05/06) 31.- a) Dibuje el diagrama de equilibri que frman ls metales Ag y Cu, cuys punts de fusión sn 962 ºC y 1084 ºC respectivamente. Ests metales frman un eutéctic a 780 ºC cn el 28% de Cu, siend sus slubilidades máximas a 780 ºC, del 9% de Cu en Ag, y del 8% de Ag en Cu. Al bajar la temperatura desde el eutéctic, ambas slubilidades disminuyen hasta ser casi nulas a la temperatura ambiente. b) Lcalice en el diagrama las líneas de líquidus y de sólidus. Cuántas fases están presentes dnde esas líneas se crtan? c) Explique el cncept de varianza grads de libertad de un sistema. Pnga un ejempl relativ a una zna bifásica del diagrama dibujad. (Prpuest Andalucía 05/06) 32.- Un element A funde a la temperatura de 1000 C, y tr B l hace a 500 C. En el estad líquid, ambs sn cmpletamente slubles. En el estad sólid, B es parcialmente sluble en A mientras que A es ttalmente insluble en B, frmand un eutéctic a 300 C que cntiene un 50 % de A. La máxima slubilidad de B en A es del 20 % y se da a 300 C, disminuyend hasta el 0 % a la temperatura ambiente. a) Dibuje el Diagrama de Fases y determine la temperatura a la que empieza a slidificar una aleación cn el 70 % de B, y la que tendrá cuand termine de slidificar, de acuerd cn el diagrama dibujad. b) Cuáles sn las fases de una aleación cn el 15 % de A a la temperatura de 200 C? Qué cantidad hay de cada una? c) Indique cuánd y en que tip de prducts estaría indicad aplicar un ensay de defects n destructiv. Cite, al mens, tres ensays n destructivs. ( andaluza juni-07) 33.- De un lingte de una fundición gris ferrítica se extraen ds muestras, una para análisis químic y tra para su bservación en el micrscpi metalgráfic. El análisis indica un cntenid en carbn del 4 %. Supniend que el carbn disuelt en la ferrita a temperatura ambiente sea despreciable, se desea saber: a) Qué fases se bservan a temperatura ambiente en el micrscpi? Dibuje un esquema aprximad de su micrestructura.

11 MATERIALES. DIAGRAMAS EQUILIBRIO b) Qué cantidad habría de cada una de ellas, expresada en prcentaje en pes? c) Cmente las diferencias principales existentes en cuant a prpiedades mecánicas, entre una fundición gris y un acer de cnstrucción. ( andaluza septiembre-07) 34.- En un diagrama de slubilidad ttal de un sistema de cmpnentes A y B, la temperatura de fusión de A es 150 ºC y la de B 300 ºC. Ls intervals de slidificación de las aleacines del 20 %, 40 % y 80 % de B sn: (200 ºC-160 ºC), (225 ºC-180 ºC) y (290 ºC-250 ºC), respectivamente. a) Dibuje el diagrama, indicand las fases presentes en cada región del mism. b) Determine la cmpsición y la cantidad relativa de cada una de las fases en equilibri para la aleación del 40 % de B a la temperatura de 200 ºC. c) Explique las diferencias entre resistencia mecánica y tenacidad. (Prpuest Andalucía 06/07) 35.- a) Dibuje el diagrama Fe-C simplificad, de acuerd cn ls dats siguientes: - Temperatura eutéctica: 1143 ºC. Cmpsición del eutéctic: 4,3 % C. - Temperatura eutectide: 723 ºC. Cmpsición del eutectide: 0,8 % C. - Cmpsición de la cementita: 6,67 % C - Máxima slubilidad del C en la austenita: 2 % a 1143 ºC. - Temperatura de transfrmación del Fe γ en Fe α : 910 ºC. - Slubilidad del C en el Fe α a 723 ºC: 0,02 %. - Supnga despreciable el % de carbn disuelt en la ferrita a temperatura ambiente. b) Sbre el diagrama que ha trazad, realice un análisis de fases a 200 ºC y 1,5 % C. c) En relación cn ls tratamients de metales y aleacines, describa un tratamient térmic superficial, explicand en qué cnsiste, para qué se utiliza, qué ventajas tiene y cóm se realiza. (Prpuest Andalucía 06/07) 36.- Teniend en cuenta el diagrama hierr-carbn: a) Calcule el tant pr cient de cementita que cntiene el eutéctic. b) Calcule el tant pr cient de ferrita que cntiene el eutéctide. c) Explique ls punts eutéctide y eutéctic e indique las transfrmacines que curren en ells. (Prpuest Andalucía 06/07) 37.- a) Dibuje un diagrama de equilibri de ds metales (A y B) ttalmente slubles en estad líquid y en estad sólid, cuys punts de fusión sn 500 ºC y 750 ºC, respectivamente. A la cmpsición del 50 %, las temperaturas de líquidus y de sólidus sn 700 ºC y 550 ºC, respectivamente. Rellene las distintas znas del mism. b) En una aleación cn el 60 % de B, a una temperatura en la que las fases sean una líquida y tra sólida, determine la cmpsición de esas fases y la cantidad relativa de cada una de ellas. c) Dibuje en un mism gráfic de tracción las curvas crrespndientes a un material muy resistente y a tr muy tenaz, indicand sus diferencias. (Prpuest Andalucía 06/07) 38.- Un acer de herramientas tiene un 1,2% de carbn y se encuentra a una temperatura ligeramente superir a la temperatura de transfrmación eutectide (723 ºC). Se pide: a) Determinar las fases presentes a esa temperatura, su cntenid en carbn y el prcentaje en pes de las mismas. Dibujar la micrestructura a dicha temperatura señaland ls cnstituyentes presentes. b) Si el acer anterir se enfría lentamente hasta la temperatura ambiente, determine el prcentaje de fases y dibuje su micrestructura a esta temperatura.

12 MATERIALES. DIAGRAMAS EQUILIBRIO Dats: Slubilidad despreciable del C en la ferrita a temperatura ambiente. Cmpsición eutectide, 0,8% C. Cmpsición de la cementita, 6,67% C. ( andaluza juni-08) 39.- En un sistema de aleación A-B existe inslubilidad ttal en el estad sólid y se presenta una transfrmación eutéctica para una cmpsición del 40 % de A a la temperatura de 350 C. Si ls punts de fusión sn de 500 c para el metal A y 400 C para el B, se pide: a) Dibujar el diagrama de equilibri del sistema indicand las fases existentes en cada región del mism. Dibuje la curva de enfriamient temperatura-tiemp desde la zna líquida hasta la temperatura ambiente (20 ºC) de una aleación del 30 % de B, indicand las fases presentes en cada tram de la curva. b) Para esta misma aleación, indique las fases existentes, y calcule su prcentaje, a 351 C. ( andaluza septiembre-08) 40.- El bismut tiene una temperatura de fusión de 271 ºC y el cadmi de 320 ºC, siend ttalmente inslubles en estad sólid. Frman una eutéctica a 144 ºC, que cntiene 60 % de Bi. Se pide: a) Dibuje el diagrama de equilibri del sistema Bi-Cd, supniend que las líneas sean rectas. Indique las fases presentes en cada región y las líneas y ls punts ntables del diagrama. b) En una aleación cn 75 % de Cd, determine la cmpsición y el prcentaje de las fases que existen a 200 ºC y a temperatura ambiente, así cm el de ls cnstituyentes estructurales. (Prpuest Andalucía 07/08) 41.- Un element A funde a la temperatura de 700 ºC, y tr B l hace a 1000 ºC. En el estad líquid, ambs sn cmpletamente slubles. En el estad sólid, A y B sn ttalmente inslubles, frmand un eutéctic a 500 ºC que cntiene un 40 % de A. Se pide: a) Dibujar el diagrama de fases. Determinar la temperatura a la que empieza a slidificar una aleación cn el 30 % de B y la que tendrá cuand termine (puede dibujar las líneas rectas). b) Cuáles sn las fases de una aleación cn el 15 % de A a 600 ºC? (Prpuest Andalucía 07/08) 42.- Ds elements A y B se disuelven mutuamente hasta un 10 % cada un a 550 ºC, disminuyend la slubilidad cn la temperatura. Las temperaturas de fusión sn 700 ºC para el A y 600 ºC para el B. A 550 ºC la aleación de 45 % de B slidifica frmand un eutéctic. Se pide: a) Dibujar el diagrama de equilibri indicand las fases que existen en cada región. b) Explicar el prces de slidificación de la aleación eutéctica y determinar la cantidad relativa de cada fase que frma el eutéctic, a la temperatura de slidificación. (Prpuest Andalucía 07/08) 43.- Un sistema de aleación está frmad pr ds metales que presentan las siguientes características: slubilidad ttal en el estad líquid, inslubilidad ttal en el estad sólid y una transfrmación eutéctica para el 30 % de A. Si la temperatura de fusión del metal A es el dble que la de B y la temperatura eutéctica es la mitad de la de fusión del metal B, se pide: a) Dibujar el diagrama de equilibri, asignand las fases presentes en cada región del mism y determine, aplicand la regla de Gibbs, ls grads máxim y mínim de libertad que pdría tener dich sistema. b) Determine el prcentaje de fases presentes en una aleación del 50 % de A a temperatura ambiente.

13 ( andaluza septiembre-09) MATERIALES. DIAGRAMAS EQUILIBRIO 44.- Un acer hipereutectide presenta a temperatura ambiente un 94% de perlita. Se pide: a) Determinar el cntenid de carbn que tendría dich acer. b) Dibujar la micrestructura que tendría e identificar sbre ella cada un de sus cnstituyentes. Dats: Cmpsición eutectide: 0,8% C; slubilidad del carbn en la ferrita: despreciable; cmpsición de la cementita 6,67% C. (Prpuest Andalucía 08/09) 45.- Ds elements, A y B, cmpletamente slubles en el estad líquid, funden a las temperaturas de 500 ºC y 700 ºC, respectivamente. En el estad sólid, A y B sn parcialmente slubles el un en el tr frmand un eutéctic a la cmpsición del 25 % de A a 400 ºC. La máxima slubilidad de B en A y de A en B es del 10 % y se da a 400 ºC, disminuyend hasta el 0 % a la temperatura ambiente. Se pide: a) Dibuje el Diagrama de Fases y trace la curva de enfriamient de una aleación cn el 75 % de B. b) Cuáles sn las fases presentes en una aleación cn el 15 % de A a 200 ºC? Qué cmpsición tienen?. (Prpuest Andalucía 08/09) 46.- Ds elements, A y B, se disuelven mutuamente hasta un 10 % cada un a la temperatura de 550 ºC, disminuyend la slubilidad cn la temperatura. Las temperaturas de fusión sn 700 ºC para el A y 600 ºC para el B. A 550 ºC, la aleación de 45 % de B slidifica frmand un eutéctic. Se pide: a) Dibujar el diagrama de equilibri indicand las fases que existen en cada región. b) Determinar la cmpsición y % de cada fase en una aleación del 30 % de B a 200 ºC. (Prpuest Andalucía 08/09) 47.- Teniend en cuenta el diagrama hierr-carbn, se pide: a) Determinar el tant pr cient de cementita que cntiene el eutéctic al frmarse. b) Determinar el tant pr cient de ferrita que cntiene el eutectide al frmarse. Dats: cmpsición eutectide 0,8 % C, cmpsición eutéctica 4,3 % C, cmpsición de la cementita 6,67 % C, la slubilidad del C en la austerita a la temperatura eutéctica 2% y la slubilidad del C en la ferrita a la temperatura eutectide 0,025 %. c) Explique ds ensays de dureza. ( andaluza juni-11) 48.- Ds metales A y B cuyas temperaturas de fusión sn 900 ºC y 1000 ºC respectivamente, frman un eutéctic a 700 ºC cn el 70 % de B. Las slubilidades mutuas máximas en el eutéctic sn de 10 % y disminuyen cn la temperatura hasta ser nulas a la temperatura ambiente. Se pide: a) Dibujar el diagrama de equilibri incluyend las fases presentes en cada región. b) Calcular ls prcentajes y cmpsición de las fases presentes a la temperatura ambiente en una aleación del 40% de A. c) Explicar la varianza grads de libertad de un sistema. Pnga algún ejempl relativ al diagrama dibujad. ( andaluza septiembre-11) 49.- Ds elements A y B se disuelven mutuamente hasta un 10 % cada un. La aleación de 45 % de B slidifica frmand un eutéctic. Se pide: a) Dibujar el diagrama de equilibri indicand las fases que existen en cada región. b) Determinar la cantidad relativa de cada fase en el eutéctic, a la temperatura de slidificación. c) Explicar en qué cnsisten ls tratamients mecánics. Pnga alguns ejempls. (Prpuest Andalucía 10/11)

14 MATERIALES. DIAGRAMAS EQUILIBRIO 50.- En un acer de 0,5% C, determinar: a) El % de austenita a la temperatura just pr encima de la línea eutectide. b) El % de ferrita a la misma temperatura, y a 500 ºC, cnsiderand que el cntenid en carbn de la ferrita es cer. c) Explique el fenómen de la fluencia en ls acers. (Prpuest Andalucía 10/11) 51.- Un acer de herramientas cntiene un 93,18% de perlita y un 6,82% de cementita, cantidades expresadas en prcentaje másic. Se pide: a) Determinar el cntenid en carbn del acer. b) Dibujar un esquema de su micrestructura a temperatura ambiente señaland cada micrcnstituyente. c) Explicar en qué cnsistiría un tratamient de temple en dich acer. Cóm l realizaría. Cmente ls cambis que prduciría el tratamient en su micrestructura final y en sus prpiedades. (Prpuest Andalucía 10/11) 52.- En un diagrama de slubilidad ttal de un sistema de cmpnentes A y B, la temperatura de fusión de A es de 150 ºC y la de B 300 ºC. Si ls intervals de slidificación de las aleacines del 20%, 40% y 80% sn, respectivamente, (200ºC-160ºC),(225ºC-180ºC) y (290ºC-250ºC), se pide: Dibujar el diagrama de equilibri asignand las fases presentes en cada región del mism. b) Determinar la cmpsición de las fases de equilibri para la aleación del 40% de B y la cantidad relativa de cada fase a la temperatura de 200ºC. c) Explicar las prpiedades que se mdifican en un temple y en un reccid. (Prpuest Andalucía 10/11) 53.- Cnsidere ls siguientes dats del diagrama Fe-C: Slubilidad del C en la ferrita a temperatura eutectide: 0,025 %. Slubilidad del C en la ferrita a temperatura ambiente: despreciable. Cmpsición eutectide:0,8 %. Cmpsición de la cementita. 6,67 %C. Se pide: a) Determinar el prcentaje de carbn a la temperatura ambiente, de un acer hipeutectide cnstituid pr un 40 % de ferrita y 60 % de perlita. b) Calcular las cantidades relativas de ferrita y cementita presentes en la perlita a temperatura ambiente. c) Establecer al mens ds diferencias entre acers y fundicines. ( andaluza juni-12) 54.- Ds metales A y B sn slubles en estad líquid y se disuelven parcialmente en estad sólid. el metal A disuelve un máxim de 5% de B y el metal B disuelve un máxim de 10 % de A, ambs a la temperatura de 400 ºC. Las slubilidades disminuyen cn la temperatura hasta temperatura ambiente. Las temperaturas de fusión sn 700 ºC para el A y 500 ºC para el B. A 400ºC la aleación de 30 % de B slidifica frmand un eutéctic. Se pide: a) Dibujar el diagrama de equilibri indicand las fases que existen en cada región. b) Determinar la cantidad relativa de cada fase que frma el eutéctic a 350 ºC. c) Qué características tiene una aleación eutéctica en relación cn la slidificación?. ( andaluza septiembre-12) 55.- Ds metales A y B sn cmpletamente slubles en estad líquid e inslubles en estad sólid. La temperatura de fusión del metal A es de 900 ºC y la del B de 700 ºC. La aleación del 40% de B slidifica a 400 ºC, frmand un eutéctic. Se pide: a) Dibujar el diagrama de equilibri indicand las fases que existen en cada región.

15 MATERIALES. DIAGRAMAS EQUILIBRIO b) Determinar la cantidad de eutéctic de una aleación del 20% de B a temperatura ambiente. c) Que prpiedades mecánicas aumentan y disminuyen en un tratamient de temple? Cóm se realiza en la práctica? (Prpuest Andalucía 11/12) 56.- Supnga ls siguientes dats del diagrama Fe-C: cmpsición del eutectide: 0,8 % de carbn, cmpsición de la ferrita a temperatura eutectide: 0,025 % de carbn, cncentración de carbn en la ferrita a temperatura ambiente: despreciable. Para un acer de 0,5 %C, se pide: a) Determinar el % de austenita a la temperatura just pr encima del eutectide. b) Determinar el % de ferrita a la temperatura eutectide y a la temperatura ambiente. c) Diferencias entre ls tratamients térmics de temple y revenid. Cóm afectan a las prpiedades mecánicas del acer. (Prpuest Andalucía 11/12) 57.- Ds metales A y B, cuyas temperaturas de fusión sn 700 ºC y 300 ºC respectivamente, frman un sistema de aleacines cmpletamente slubles en estad líquid y en estad sólid. Sabiend que las aleacines de 20 %, 50 % y 80 % de B, cmienzan su fusión a las temperaturas de 550 ºC, 400 ºC y 320ºC respectivamente y terminan a las temperaturas de 650 ºC, 550 ºC y 420 ºC respectivamente, se pide: a) Dibujar el diagrama de equilibri indicand las fases presentes en cada región. b) Determinar, a la temperatura de 400 ºC, la cmpsición y las cantidades relativas de las fases en equilibri para una aleación de 70 % de B. c) Enunciar la regla de las fases de Gibb y explicar el significad de cada términ. (Prpuest Andalucía 11/12) 58.- Un acer de herramientas tiene un 1,2% de carbn y se encuentra a una temperatura ligeramente superir a la temperatura de transfrmación eutectide. Dats: Slubilidad despreciable del C en la ferrita a temperatura ambiente. Cmpsición eutectide, 0,8% C. Cmpsición de la cementita, 6,67% C. Se pide: a) Determinar las fases presentes a esa temperatura, su cntenid en carbn y el prcentaje en pes de las mismas. b) Si el acer anterir se enfría lentamente hasta la temperatura ambiente, determinar el prcentaje de fases y dibujar su micrestructura. c) Definir: Resistencia a la rtura, estricción y alargamient a la rtura. (Prpuest Andalucía 11/12)