Prólogo
Este trabajo se elaboró para las notas del curso de Aleaciones no Ferrosas, que se imparte a los alumnos
de la Licenciatura en Ingeniería Metalúrgica en la Universidad Autónoma Metropolitana, unidad
Azcapotzalco.
El autor desarrolló este trabajo considerando los temas pricipales siguientes:
Conceptos básicos de
termodinámica, Aleaciones, Diagramas de fases binarios, Procesos de endurecimiento de aleaciones
no
ferrosas, Sistemas de aleaciones
no
ferrosas
y
Diagramas de fases de sistemas ternarios.
Estos temas
integran el temario oficial y actual de esta uueeaa.
Los
conceptos básicos de termodinámica
se exponen en el tema
1.
Se comienza con conceptos que los
alumnos deben ya conocer de su(s) curso(s) de termodinámica general, y se exponen asociándolos
prontamente con los sistemas materiales o de aleaciones. Se pretende con esto uniformizar el nivel de
conocimientos de los alumnos y sentar las bases para el posterior desarrollo de las ecuaciones de los
potenciales termodinámicos, funciones de estado, como la energía libre de Gibbs y entropía, de
soluciones o combinaciones, y las de cambios de estas variables por haber realizado la combinación de
dos o más es-pecies atómicas. Los conocimientos adquiridos permitirán entonces que el alumno
comprenda mejor, al fi-nal de este capítulo, las características formalizadas de los estados estables de
aleaciones con distinto número de fases, la repesentación gráfica de estos estados mediante las curvas
de Energía libre de Gibbs - Composición y la potencialidad y uso de la regla de las fases de Gibbs. El
autor destaca de este capítulo el ejemplo que presenta del analizador térmico diferencial, para enlazar
ciertas ecuaciones semi-terminales de la termodinámica básica y general, con los principios de
funcionamiento de este equipo en el análisis de materiales y resaltar la importancia de estas ecuaciones;
es importante también la explicación que expone de que toda propiedad intensiva es una medida de
algún tipo de potencial, con la finalidad de que sea más claro el significado de los potenciales
termodinámicos o químicos de Gibbs; y el ejemplo de que la estructura de colada de una aleación no ésta
en equilibrio, expuesto en términos de las diferencias de los potenciales termodinámicos de cada una de
las especies atómicas en distintas regiones de esta estructura, destacando cual es la fuerza de
conducción para la homogeneización de una aleación con la estructura de colada, cuando se le trata a la
temperatura constante en el tratamiento térmico con este nombre.
En el tema 11, se revisan los
conceptos básicos de las Aleaciones,
como la definición de fase, tipos de
fases, las soluciones sólidas y su clasificación, las reglas de solubilidad; el orden - desorden en
aleaciones y los conceptos interrelacionados de dominios, límites de dominio, antifases y límites de
antifase. El autor destaca la condición alternativa de "estructuras semejantes" para el cumplimiento de la
"regla de la estructura" 'para la solubilidad sólida por sustitución de dos especies atómicas, as! como la
regla de Hagg para la solubilidad intersticial, que son ambos conceptos olvidados o que no se consideran
ya en varios libros actuales que tratan temas similares. Todos estos conceptos ayudarán a que el alumno
pueda comprender mejor el tema 111 y posteriores.
En el tema 111, se presenta la obtención de los rasgos de los diagramas de fases binarios simples a partir
de la representación gráfica de la ecuación de la curva de la energía libre de Gibbs de cada fase, en
función de la fracción mol de un componente de ciertos sistemas de aleación en equilibrio a distintas
tempe-raturas. Se explica que el número, tipo y composición de las fases en equilibrio en un sistema de
aleacio-nes, se establecen mediante el trazo simple de una tangente común a los mínimos de dichas
curvas para las distintas fases a las temperaturas diferentes. Se exponen también los conceptos básicos
de los dia-gramas de equilibrio, como: nomenclatura, unidades de la temperatura y proporción de los
componentes, curvas limite de fases; las características gráficas de los diagramas simples isomorfo,
eutéctico y peritéctico simples; los tipos y características de las transformaciones invariantes observables
en los sistemas de aleaciones, y la obtención experimental de los rasgos de estos diagramas mediante
las curvas de enfriamiento de varias aleaciones de un mismo sistema binario. Se realizan además
análisis microestructurales, suponiendo el enfriamiento de diversas aleaciones de sistemas con
diagramas de equilibrio simples hipotéticos, con el fin de capacitar al alumno en la predicción de
microestructuras de aleaciones reales, empleando los diagramas de equilibrio y conociendo tan sólo la
composición y la historia térmica de las mismas. Por último, la revisión de los tipos y características de las
fases de Laves, que informa al alumno sobre la existencia y las características de fases intermedias, en
los sistemas de aleaciones, la definición y reconocimiento de las transformaciones congruentes en ciertos
diagramas de equilibrio y la exposición de las reglas básicas de construcción de los mismos, permitirán
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