Aleaciones no Ferrosas
1.2. Grados de libertad.
Es el número de variables externas independientes que es necesario especificar (asignarles valores) para
definir completamente el estado de un sistema termodinámico en equilibrio.
Se supone, por el momento, que la temperatura, presión y concentración química (composición) serán las
únicas variables, controlables externamente, que influirán en el estado de los sistemas que serán consi–
derados. Es decir, otras variables como los campos electrostáticos, campos magnéticos. campos gravita–
cionales y las fuerzas de tensión superficial, no tendrán influencia apreciable en ellos.
En todo lo expuesto anteriormente de termodinámica, existió la hipótesis implícita de que los sistemas ter–
modinámicos en consideración eran cerrados: no existia intercambio de masa entre el sistema y sus alre–
dedores. Entonces, si el sistema es abierto, la composición o concentración también será un grado de li–
bertad, una variable independiente, que deberá tomarse en cuenta.
Por lo tanto, variables como la energía libre de Gibbs serán funciones de
T, P
y
TJ.
Es decir,
G
=
G(T,P,TJ)
para un sistema de un componente: donde
r¡
es el número de moles.
1.3. Sistema de aleaciones, componentes de una aleación
y
fase.
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Para esclarecer el concepto de sistema de aleaciones, se deben definir primero los términos de compo–
nente de una aleación y el de aleación o liga.
Un elemento metálico puro o compuesto estequiométrico puede ser el componente individual de una
aleación. La cual se formará al combinar dos o más de estas sustancias en proporciones fijas, pudiendo
ser una de ellas un elemento no metálico.
Entonces, un sistema de aleaciones estará constituido de todas las posibles combinaciones entre dos o
más componentes específicos de los tipos mencionados antes. Asi se tendrá, por ejemplo, los sistemas
de aleaciones
Zn
-
Al, Fe-
C,
Cu
-
Al, Cu
-
Zn
-
Mg,
entre otros más.
Los sistemas de aleaciones se clasifican de acuerdo al número de componentes que los constituyen. es
. decir: binario, de 2 componentes; ternario, de 3 componentes; cuaternario, de 4 componentes, etc.
Una fase es una región que tiene estructura y composición definidas y homogéneas en una aleación. Los
tipos de fases en aleaciones pueden ser un componente puro, una solución sólida o un compuesto inter–
metálico del tipo estequiométrico o anestequiométrico. Estos últimos términos se definen en el subtema
1/.1.
Se dice que un sistema de aleaciones es unifásico cuando existe solubilidad total entre sus componentes.
Es decir, resultará una
y
la misma fase para todas las posibles combinaciones entre ellos.
Si no ocurre lo anterior, el sistema de aleaciones podrá ser unifásico en uno o más intervalos de compo–
sición, de combinaciones o aleaciones, y será multifásico, de dos o más fases, en otro (s) intervalo (s) de
aleaciones.
1.4. Potenciales termodinámicos de Gibbs
y
Helmholtz.
Si varia el tamaño y/o la composición de una aleación de
k
componentes o especies distintas, entonces
su energia libre de Gibbs podrá expresarse como:
G·= G(T,P,TJi' TJ),· ..,TJ
k )
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