Sistemas de aleaciones
Un sistema de aleación es en lo fundamental una combinación de dos o más elementos que forman soluciones sólidas dentro de unos límites específicos de temperatura, presión y composición.
Los sistemas de aleaciones se clasifican de acuerdo con la cantidad de componentes o elementos que constituyen el sistema. Por ejemplo, dos componentes forman un sistema binario; tres componentes, un sistema ternario; cuatro componentes, uno cuaternario y así sucesivamente.
En un sistema particular de aleación, los elementos se pueden continuar dentro de ciertos límites de temperatura para formar más de una porción coexistente homogénea. Cada una de estas porciones puede tener una composición química y propiedades diferentes. Sin embargo, considerada por sí misma, cada parte es totalmente homogénea químicamente.
Se llama una fase a una porción de un sistema de aleación físicamente diferenciada y homogénea (uniforme en su composición química). En las aleaciones, las fases están delineadas con fronteras definidas y su composición o es invariable (fijas) o varía de una forma continua.
Se puede definir al equilibrio químico como aquella condición en donde la energía potencial de un átomo o molécula dados es la misma en cada parte de l sistema en estudio.
Cuando en un sistema hay más de una fase presente, la composición y la cantidad de las fases son fijos y en las condiciones de equilibrio no hay cambio neto.
Por ejemplo, puede existir una aleación líquida en equilibrio con una solución sólida de la misma composición. De forma análoga, se puede explicar el equilibrio como la condición que existe en un recipiente cerrado que contiene agua y una cantidad limitada de espacio con aire.
A una temperatura y presión constante, el grado de evaporación del agua líquida eventualmente será igual al grado de condensación del vapor de agua. En este punto, no hay un cambio neto en las cantidades de las dos fases; el sistema está en equilibrio. También se puede representar esta condición con presión y temperatura constantes, como sigue:
En la figura 6.1 se ilustra un esquema desde el punto de vista atomístico del concepto de dos fases que coexisten en una solución sólida .
Aunque este ejemplo es muy esquematizado (pues los átomos están dispersos uniformemente en la fase a y las fases (a y B) tienen separaciones uniformes), por lo menos muestra que dos especies químicas pueden coexistir en los mismos materiales como fases diferentes.
Las distintas fases de un material de fases múltiples no necesariamente se distribuyen también en una forma uniforme en su totalidad.
Las fases se pueden combinar de modo reconocible para formar lo que se denomina como constituyente estructural. Se puede definir a un constituyente como cualquier porción de una aleación que, vista al microscopio, aparece como una unidad definida de la microestructura.
Fuente: Apuntes de Ciencia de materiales de la UNIDEG
