1. INTRODUCCIN.Laspropiedadesgeneralesdelosmaterialesrepresentandiferentescaractersticas, lascualesvienen determinadas por la estructura interna del material y que afectan el comportamiento de losmismos, poniendo en manifiesto sus cualidades intrnsecas y su forma de responder antedeterminados agentes externos, entre los cuales se puede mencionar la presin y la temperatura, esteltimo sirvi de base de estudio durante la practica a continuacin presentada [1]. La temperatura ensu carcter de agente externo afecta en gran medida la totalidad de las propiedades que un materialpueda poseer, debido a que cuando este se calienta o se enfra, su estructura cristalina y composicinqumica es propensa a cambiar de forma drstica, bien sea al dilatarse, cambiar de estado o sufrirreacciones internas [!] "or ende es de vital importancia el total mane#o de los conocimientos acercadel comportamiento de los materiales ante una variacin en la temperatura del mismo.$na delas principales vas de estudiopara la determinacindel comportamientodelosmateriales ante variaciones en su temperatura, es el %nlisis &'rmico,el cual engloba una serie det'cnicasenlascualessesigueunapropiedaddelamuestra, enunadeterminadaatmsfera, enfuncin del tiempo ode la temperatura cuandodic(a muestra se somete a unprograma defluctuaciones t'rmicas controladas [)]. *ste puede consistir en calentar o enfriar a una determinadavelocidad, para alcan+ar las condiciones de equilibrio, la cual como ya se (a especificadoanteriormenteselograpormediodecalentamientosyenfriamientosextremadamentelentos, demodoquesede#esuficientetiemposi uncambiodefaseestapor ocurrir[)]. %demstienelaprincipal caracterstica de proporcionar los datos necesarios ,curvas de enfriamiento- para laobtencin y demarcacin de los diagramas de equilibrio.Lascurvasdeenfriamientosonlarepresentacingrficadelatemperaturaenfuncindeltiempo para una determinada aleacin metlica, que manifestaran y se.alaran las fluctuaciones ovariaciones delatemperaturadeunmetal enestadolquido,fundido- conrespectoal tiempo,cuando se enfra lentamente en un ambiente en estado de equilibrio [/], es decir la curva obtenidarepresenta la velocidad de enfriamiento. 0ic(a curva resultante mostrar un cambio en su pendientecuando ocurra un cambio de fase a causa de la evolucin del calor, determinando y exponiendo latemperaturadesolidificacininicial yfinal, datos clavesparalaconstruccindel diagramadeequilibrio.Los diagramas de equilibrio o diagramas de fase, representan un medio grafico para representarlas fases de un sistema de aleacin metlica como una funcin de la composicin y la temperatura.1n estos se almacena gran cantidad de informacin acerca de los cambios de fase especificando porcompleto el estado de un sistema en equilibrio,tomando como base de estudio la presencia de tresvariables independientes, mismas quepuedencontrolarseexternamente,temperatura, presinycomposicin- [)]. 2i sesuponequelapresinpermanececonstanteconvalor atmosf'rico, eldiagrama de equilibrio indicara los cambios estructurales debidos a la variacin de temperatura ycomposicin ,principal finalidad-."or lo general, los diagramas de fase se grafican con la temperatura ,en grados centgrados o3a(ren(eit-, como la ordenada y la composicin de la aleacin ,como porcenta#e en peso-, como laabscisa. 1stos diagramas, permiten predecir la microestructura y las fases presentes en una aleacina una temperatura dada, y por consiguiente predecir y establecer sus propiedades, tanto mecnicascomofsicas[/]. "aralograr tal ob#etivodeidentificar lamicroestructura, sedebenidentificaralgunas acotaciones, como lo son4 la temperatura de fusin de los metales puros, la lnea de liquidus,separa la fase liquida del resto del diagrama, por encima de ella todas las aleaciones estarn enestado lquido-, la lnea de solidus ,por deba#o de ella todas las aleaciones estarn en estado slido-,solvus ,indicalas temperaturas paralas cuales unadisolucinsolidade#adeser solubleparatransformarse en sustancia pura-, concentraciones definidas en las que tienen lugar transformacionesa temperatura constante ,eut'ctica, eutectoide, perit'ctica, peritectoide, entre otras-[!].2i los componentes de un diagrama de equilibrio son dos, estos se denominaran 5diagramas deequilibrio binario6, y dependiendo del tipo de solido o solidos que se forman podrn ser4 2olubilidadtotal en el estado slido ,solucin (omog'nea, se forma un solo tipo de solido o estructura slida-,7nsolubilidad total en el estado slido ,se forman al menos dos tipo de slidos y por tanto existendos fases-, solubilidad parcial en el estado slido ,forman al menos dos slidos y dos fases-[/]. 1nlos dos ltimos casos se diferenciaran en los componentes de las fases.1n el estudio de los diagramas de equilibrio es deseable conocer la composicin qumica reallas cantidades relativas de las dos fases presentes. "ara determinar esta informacin es necesarioaplicar dos reglas. La primera regla se denomina 5composicin qumica de las fases6 y consiste endeterminar lacomposicinqumicareal delasfasesdeunaaleacin, enequilibrioacualquiertemperatura especificaen una reginbifsica,tra+ando una lnea(ori+ontal parala temperatura,llamadalnea vinculo,a las fronteras del campo,formandopuntos deinterseccin,loscualesseabaten a la lnea base y la composicin se lee directamente [)]. 8 la segunda regla denominada5cantidades relativas de cada fase6 y como su nombre lo indica determina las cantidades relativas delas fases en equilibrio, a cualquier temperatura especfica, tra+ando un lnea vertical que representala aleacin y una lnea (ori+ontal ,como la temperatura-, a los lmites del campo, la lnea verticaldividir la (ori+ontal en dos partes cuyas longitudes son inversamente proporcionales a la cantidadde las fases presentes, esto tambi'n se conoce como 5regla de la palanca6 [)]. Lo anteriormente expuesto sirve de base terica para la comprensin y reali+acin de la prcticapresentada a continuacin.2. OBJETIVOS2.1 Objetivo General 1studiar el comportamiento de los materiales cuando estos son afectados por fluctuaciones lentas ensu temperatura en un determinado periodo de tiempo empleando como t'cnica principal el m'todoexperimental de %nlisis &'rmicopara la obtencin final de un diagrama de equilibrio.2.2 Objetivos Ese!"#i!os 9omprender y aplicar la t'cnica de %nlisis &'rmico como m'todo experimental para laconstruccin de diagramas de equilibrio. Leer e7nterpretar las temperaturas desolidificacininicial yfinal provenientes las curvas deenfriamiento obtenidas del %nlisis &'rmico. 9onstruir el diagrama deequilibrioplomo:esta.opor mediodelas lecturas delas curvas deenfriamientos a distintas composiciones de laaleacin metlica. 7dentificar y denotar las caractersticas y fases presentes en el diagrama de equilibrio. 7mplementar el m'todo de la regla de la palanca para la determinar las cantidades relativas y lacomposicin qumica presentes en la fase.$. %&TERI&'ES ( E)UI*OS$.1 %ateriales. ;raficas de las curvas de enfriamiento de la aleacin "b:2n, obtenidas en procedimientosexperimentales anteriores. "apel milimetrado ,empleado para construccin de diagrama de equilibrio- 9alculadora, regla, colores o marcadores.$.2 E+,ios. 7:0$&8 1L19&?79 9@. &ipo AB. Co 2erial DDA)E. ,9abe destacar que esteequipo no se us durante la prctica sino que fue usado en anteriores experimentos tras los cuales seobtuvo los datos implementados-. &ermocupla. ?egistrador ;rafico.-. *ROCEDI%IENTO E.*ERI%ENT&'-.1&!tivi/a/ N01. %nlisis &'rmico. La reali+acin de esta actividad se llevo a cabo por medio de curvas de enfriamiento entregadas enclase y que fueron obtenidas en procedimientos experimentales previos. 1n esta oportunidad no sepudo llevar a cabo dic(o experimento, debido a que los equipos para (acerlo no estaban disponiblespara (acerla. 2in embargo, a continuacin se informa acerca de que consiste y como se obtuvierondic(as curvasdeenfriamiento segnlaexplicacin dada en clase4elmaterial seintroduce en el(orno refractario y se somete a altas temperaturas, aproximadamente a )FGH9, se apaga el (orno ycomien+a el proceso de enfriamiento lento, donde una termocupla. conectado al registradorIlectortoma y registra la data aportada por dic(o elemento a distintas temperaturas en un periodo de tiempodeterminado, luego el registrador aportara las curvas de enfriamiento con los cambios de pendientesya demarcados. 1steprocesosereali+aparavarios porcenta#edecomposicindelaaleacinmetlica ,especficamente para 1F diferentes composiciones- 2e procede al anlisis de cada una de las curvas de enfriamiento obtenidas ,un total de 1F-segn lacomposicin porcentual de la aleacin, se ubican y denotan en cada una de ellas los cambios dependientes presentes en su curva, dado que estas representaran el inicio y fin de solidificacin, encada uno se mostro la presencia de ) cambios en su pendiente, en la mayora los cambios ! y )ocurran a temperaturas iguales ,dic(os cambios podrn ser observados en la tabla F.1-. 1n todas lascurvas el primer cambio de pendiente representaba el instante en el que (orno refractor fue apagadoloconsiderarecomocambioG, por endenoes tomadoencuenta, el cambio1dependienterepresentael iniciodesolidificacin,pasoporlalnealiquidus-, elcambio!yelcambio)dependiente representan elfin de la solidificacin ,paso por la lnea solidus-. Luego del anlisis de cada una de las curvas de enfriamiento, el siguiente paso reali+ado fue el deelaborar una tabla donde se registraban y esquemati+aban los datos obtenidos tras dic(ainterpretacin reali+adas a las curvas ,tabla 1-, incluyendo la composicin porcentual a la que sereali+o cada experimento. 0ando culminacin de esta manera a la actividad CH1.-.2 &!tivi/a/ N02. 0iagrama de 3ases "b:2n &ras dar culminacin a la %ctividad CH1 se procedi al inicio de la %ctividad CH!, en la cual seemplea la data almacenada en la tabla 1, la cual como se (a explicado anteriormente muestra loscambios de pendiente ocurridas en las curvas de enfriamientos. % continuacin se lleva acabounalecturade la tabla 1,paraluegoreali+arlaconstruccin deldiagrama de equilibrio "b:2n en una misma (o#a de papel milimetrada,todas y cada una de loscambios de pendiente fueron refle#ados en la grafica segn sea la composicin porcentual que tenga.0ic(o diagrama de equilibrio fue construido de la siguiente forma, en el e#e de las ordenadas serefle#o la temperatura ,H9-, y en el e#e de las abscisas el porcenta#e de la aleacin "b:2n, tomandocomo primera referencia "b ,plomo-. Luego de registrar en la grfica todos los cambios con su respectivo valor porcentual, se procede aindicar ydibu#ar enel diagramalosvaloresdemximasolubilidaddecadacomponentedelaaleacin, as como las indicaciones de solubilidad parcial aportadas y conocidas ,esto representa adatos tericos aportados en clase y que sern identificados ms adelante-. 2i (acemos repetidamenteel experimento podemos observar que las curvas ,el diagrama en general- nunca van a ser iguales.1sto se debe a los errores de apreciacin o errores sistemticos cometidos a la (ora de tomar lastemperaturas de cambio de pendiente, ya sea por que se ley mal o simplemente porque se produceuna ligera variacin por cada experimento debido a que las condiciones de ambiente se alteraron.9on esto se da fin a la construccin del diagrama de fase "b:2n. "asosiguiente, esidentificarlaslneasdeliquidus, solidusysolvus, lascualesserepresentaranmediante colores, adems se procede a identificar las fases presentes en cada +ona del diagrama,reacciones presentes y otros puntos de relativa importancia. $na ve+ especificada y demarcada cada +ona del diagrama, se procede a determinar la composicinqumica y cantidades relativas de cada fase presente en los puntos del diagrama solicitados ,)FJ 2na !)G H9 y AFJ 2n a !1GH9-este se logro aplicando el m'todo de la palanca para ambos casos. 1stose (ace por medio de la regla de la palanca4 %L=WsWoWsWl x 100,1-%S=WoWlWsWl x 100,!-0nde4JL4 "orcenta#e de la fase liquidaJ24 "orcenta#e de la fase solidaKo4 "orcenta#e en peso del elemento estudiado, en el punto a anali+ar.Kl4 "orcenta#e en peso del elemento estudiado en el lquido.Ks4 "orcenta#e en peso del elemento estudiado en el solido 2e procede a comparar el diagrama de equilibrio resultante con uno terico de alguna referenciabibliogrfica. 0e esta forma se le dio fin a la %ctividad CH!.1. RESU'T&DOS OBTENIDOS.1.1 &!tivi/a/ N01."or medio de las curvas de enfriamientos suministradas de las distintas composiciones se obtienen los siguientes datos4&abla F.1.1 &abla correspondiente a los cambios de pendientes de las curvas de enfriamientos.2*b3Sn10Ca4bio 5T16 20Ca4bio5T26 $0Ca4bio5T$61GG L G)!E )!E :::::::E) L !E !AF 1AG 1AGEG L )G !AG 1AG 1AGBB L )/!EG 1AF 1AFB/ L )B!BF 1AG1AGB! L )A!BG 1AG 1AGFG L FG!)G 1AF1AF/B L F/!1F 1AF 1AG/F L FF !1G 1AG 1AG/) L FE !GF 1AF 1AG)A L B!1AF 1AF:::::::!E L E) !GF 1AG 1AG!) L EE !!G 1AF 1AF!G L AG !1F 1AF 1AFG L 1GG !)! !)!:::::::1.2 &!tivi/a/ N02.%ntes de la elaboracin del diagrama de equilibrio "b:2n ,figura F.!-, se debe tener en cuentauna serie de datos tericos, aportados durante la prctica, estos son4