SUSTANCIAS PURAS

Soluciones:

Una solución sólida no es una mezcla. Las mezclas contienen más de un tipo de fase y sus componentes conservan sus propiedades individuales. Los componentes de una solución sólida se disuelven uno en el otro y no retienen sus características propia

Diagrama de fases isomorfo

Un diagrama de fases muestra las fases y sus composiciones para cualquier combinación de temperatura y composición de la aleación. Cuando en la aleación sólo están presentes dos elementos, se puede elaborar un diagrama de fases binario. Se encuentran diagramas de fases binarios isomorfos en varios sistemas metálicos y cerámicos. En los sistemas isomorfos, que incluyen sistemas cobre-níquel y NiO-MgO (figura 9-S), sólo se forma una fase sólida; los dos componentes del sistema presentan solubilidad sólida ilimitada.

Solidificación de una aleación de solución sólida limitada

En una aleación como Cu-40% Ni que se funde y luego se enfría, la solidificación requiere que ocurra tanto la nucleación como el crecimiento. La nucleación heterogénea permite poco o prácticamente ningún subenfriamiento, por lo que la solidificación empezará cuando el líquido llegue a la temperatura de liquidus. El diagrama de fases (figura 9- 14) con la isoterma trazada a la temperatura de liquidus, indica que el primer sólido que se forma tiene una composición Cu-52% Ni.

Solidificación fuera de equilibrio y segregación

Cuando el enfriamiento es demasiado rápido para que se difundan los átomos y se produzcan condiciones de equilibrio, aparecen en la fundición estructuras poco comunes. Obsérvese lo que ocurre en la aleación Cu-40% Ni durante un enfriamiento rápido.

Microsegregación 

La composición no uniforme producida por la solidificación fuera de equilibrio se conoce como segregación. La microsegregación, también conocida como segregación interdendrítica o central, ocurre en distancias cortas, a menudo entre los pequeños brazos dendríticos. Los centros de las dendritas, que representan el primer sólido que se forma, son ricos en el elemento con el mayor punto de fusión dentro de la aleación. Las regiones entre dendritas son ricas en el elemento con el menor punto de fusión, ya que estas regiones representan el último líquido que se solidifica. La composición y las propiedades de a son distintas de una región a la siguiente y. como resultado, se espera que la fundición tenga propiedades más pobres.

La microsegregación puede causar fusión por microsegregación, es decir, la fusión del material interdendrítico de menor punto de fusión a temperaturas por debajo de la temperatura de solidus al equilibrio. Cuando se calienta la aleación Cu-40% Ni a 1225"C, por debajo de la teniperatura de solidus en equilibrio, pero por encima de la temperatura de solidus fuera dc equilibrio, se fundirán las regiones de bajo contenido de níquel entre dendritas.

Homogeneización

Se puede reducir la segregación interdendrítica y los problemas relacionados por la fusión por microsegregación mediante un tratamiento térmico de homogeneización. Al calentar la fundición a una temperatura por debajo de la temperatura de solidus fuera de equilibrio, los átomos de níquel en los centros de las dendritas se difundirán hacia las regiones interdendríticas; los átomos de cobre se difundirán en dirección opuesta

Macrosegregación

La macrosegregación ocurre a lo largo de una distancia grande entre
demasiado grandes. la superficie y el centro de la pieza; la superficie (que se solidifica primero) contiene ligeramente más cantidad del metal de mayor punto de fusión. No es posible eliminar la macrosegregación mediante un tratamiento de homogeneización, debido a que las distancias de difusión son demaciado grandes