Reacción Peritécnica
Es la fusión entre un sólido y un líquido que da como resultante otro sólido, pero la condición peculiar de este es que no es un sólido completo o con las mismas características que los solido ideales, sino que este es un sólido incongruente. Esta ocurre comúnmente entre 1800°C hasta los 800°C, ya que en temperaturas más bajas encontramos otro tipo de reacción pues mientras más baja es la temperatura es mayor la posibilidad de encontrar sólidos.
Reacción Peritécnica Binaria
Cuando por reacción de un líquido y un sólido, a temperatura constante, se obtiene otro sólido, la reacción recibe el nombre de peritéctica (o periférica). Se trata de un sólido con un punto de fusión no congruente. Considérese el diagrama de la figura y dentro de él, la composición 42.4% de plata y 1186°C de la mencionada curva. Por aplicación de la Ley de Gibbs, se desprende que esta temperatura se mantiene constante durante la reacción:
Líquido + Sólido α Ù Sólido β
La característica más importante de este diagrama es la reacción invariante peritectica a un 42.4% de Ag y 1186°C. En el punto peritectico puede existir la fase líquida (66.3%Ag), α (10.5% Ag) y β (42.4% Ag) El enfriamiento de equilibrio según la isopleta 42.4% Ag transcurre, al principio, como un sistema de solubilidad total, se van formando cristales de la solución sólida α y la composición del líquido sigue la curva liquidus.
Al llegar a la temperatura peritéctica Tp (1186°C), el líquido de composición 66.3% Ag, reacciona con la solución sólida α para transformarse completamente en la solución sólida β. Cuando comienza la reacción entre el líquido y α, los cristales de la solución sólida β se forman en la intercara líquido/α. Esta capa de cristales de β actúa de barrera e impide la reacción posterior entre el líquido y α.
Para que la reacción sea completa hay que dar tiempo suficiente para la difusión de los átomos del componente A desde α hasta β. Tal difusión dará lugar al crecimiento de β en las intercaras α/β y β /líquido hasta que la formación de β sea completa. Como tal tiempo no se alcanza, los cristales primarios de α no se trasforman completamente en β y persistirán aunque no sea una fase de equilibrio Representación esquemática del desarrollo progresivo de la reacción peritéctica.
Líquido + α = β
Formación de compuesto con punto de fusión incongruente:
Fo + Qz = En (formación compuesto intermedio)
En = Fo + Líqp (fusión incongruente)
Las aleaciones que se usan para vaciar o soldar aprovechan con frecuencia el bajo punto de fusión de la reacción eutéctica. El diagrama de fases de las aleaciones monotécticas contiene un domo, o rango de miscibilidad, en el que coexisten dos fases líquidas. En el sistema cobre - p1omo, la reacción monotectica produce diminutos glóbulos de plomo dispersos que mejoran la facilidad de maquinado de la aleación de cobre. Las reacciones peritécticas conducen a la solidificación en desequilibrio y la segregación.
En muchos sistemas hay un rango de miscibilidad metaestable. En algunos casos, todo el rango de miscibilidad es metaestable; es decir, el domo de inmiscibilidad está totalmente bajo el liquidus. Estos sistemas forman materiales tipo vidrios de fases separadas.
Las reacciones eutectoide y peritectoide son totalmente reacciones en estado sólido. La reacción eutectoide forma la base del tratamiento térmico de varios sistemas de aleaciones que incluyen al acero. La reacción peritectoide es de extrema lentitud, y con frecuencia produce estructuras indeseables y en desequilibrio, en las aleaciones.
La velocidad de difusión de los átomos en los sólidos es mucho menor que en los líquidos. Cada una de estas reacciones entre tres fases sucede a temperatura y composición fijas. La regla de las fases de Gibbs para una reacción entre tres fases es, a presión constante:
l + C = F + P (lO-l) F= l+C—P= l+_2—3=0
Ya que hay dos componentes C en un diagrama binario de fases, y en la reacción intervienen tres fases P. Cuando las tres fases están en equilibrio durante la reacción, no hay grados de libertad. En consecuencia, esas reacciones se llaman invariantes. La temperatura y la composición de cada fase que interviene en la reacción entre tres fases son fijas. Obsérvese que de estas cinco reacciones que se describen aquí, sólo la reacción eutéctica y eutectoide pueden causar endurecimiento por dispersión.
El sistema plomo-estaño (Ph-Sn) contiene sólo una reacción eutéctica simple. Este sistema de aleación es la base de la mayoría de las aleaciones comunes que se usan para soldar con estaño. Como se mencionó antes, debido a la toxicidad del 13h, actualmente se realiza un gran esfuerzo para reemplazarlo en las soldaduras Pb-Sn.
Fases Terminales
Se presentan en los extremos de los diagramas tocando los componentes puros.
Fases Intermedias
En los diagramas de fases a veces existen fases intermedias, las cuales se encuentran separadas de otras fases por regiones bifásicas en los diagramas binarios. Existen dos tipos: las fases intermedias estequiometricas y las no estequiometricas. Las estequiometricas tienen una composición fija y están representados en los diagramas por una línea vertical. Las no estequiometricas, tienen rango de composición y están representados ´por una zona en los diagramas de fase.
Fusión congruente es cuando el compuesto al fundir cambia directamente de un sólido a un líquido de la misma composición y la fusión incongruente es cuando el compuesto al fundir da un sólido de distinta composición y un líquido.
Fusión congruente se produce durante la fusión de un compuesto cuando la composición del líquido que se forma es la misma que la composición del sólido. Se puede contrastar con fusión incongruente. Esto sucede generalmente en de dos componentes de sistemas.
Para tomar un caso general, permiten A y B son los dos componentes y AB un compuesto sólido estable formado por su combinación química. Si dibujamos un diagrama de fases para el sistema, nos damos cuenta de que hay tres fases sólidas, a saber, A, B y el compuesto AB. En consecuencia, habrá tres curvas de fusión o el punto de congelación de CA, y CDE para las tres fases sólidas.
En el diagrama de fase, podemos notar que el punto D parte superior del diagrama de fase es el punto de fusión congruente del compuesto AB porque las fases sólida y líquida ahora tienen la misma composición. Evidentemente, en esta temperatura, el sistema de dos componentes se ha convertido en un sistema de un componente porque ambas fases sólidas y líquidas incluye solamente el compuesto AB.
El punto de fusión congruente representa una temperatura definida al igual que los puntos de fusión de los componentes puros. En el diagrama de fase, el punto de fusión congruente D del compuesto AB se encuentra por encima de los puntos de fusión de los componentes puros A y B. Sin embargo, no es necesariamente cierto. Existen diferentes tipos de sistemas conocidos en los que se observa el punto de fusión congruente a ser menor de puntos de fusión de los componentes puros.
Cuando ocurre una reacción entre un sólido y un líquido a temperatura constante, y se obtiene otro sólido la reacción recibe el nombre de peritéctica o incongruente. El sólido resultante es un sólido con punto de fusión no congruente. Al llegar a la TP (1086ºC) el líquido de composición 66.3% de Ag reacciona con la solución sólida alfa para transformarse en la solución sólida beta. Cuando comienza la reacción los cristales de la solución beta se forman en la intercara del líquido alfa, impidiendo que reaccione más líquido.
En el diagrama de equilibrio o diagrama de fases hierro-carbono (Fe-C) (también diagrama hierro-carbono), se representan las transformaciones que sufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento (o enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente, de modo tal que los procesos de difusión (homogeneización) tengan tiempo para completarse. Dicho diagrama se obtiene experimentalmente identificando los puntos críticos; temperaturas a las que se producen las sucesivas transformaciones por diversos métodos.
