El
diagrama que ya conocemos corresponde a aleaciones cuyos átomos son
totalmente compatibles en estado sólido, razón por la cual se llaman soluciones sólidas.
Es el caso de aleaciones de sustitución en que ambos metales tienen la
misma red cristalina y además un tamaño atómico similar. Pero no es el
caso único, y otras posibilidades frecuentes son:
COMPONENTES INSOLUBLES EN ESTADO SÓLIDO
Cuando
los átomos de los dos metales tienen distinto tamaño y sistema de
cristalización, primero solidifica el de mayor temperatura de fusión,
expulsando al otro:
El diagrama de este tipo de aleaciones corresponde al siguiente dibujo:
COMPONENTES INSOLUBLES EN ESTADO SÓLIDO FORMANDO EUTÉCTICO
Algunas aleaciones muestran la insolubilidad entre sus componentes formando una estructura denominada eutéctica,
en la cual los átomos de los dos componentes se colocan en capas. La
proporción, por tanto, está bien definida. Además, las aleaciones
eutécticas solidifican a una temperatura constante (como si fuera una
sustancia pura) e inferior a las temperaturas de ambos constituyentes.
Cuando la concentración del soluto es superior a la proporción
eutéctica se va solidificando éste de forma independiente hasta que el
líquido se queda con la proporción de la eutéctica, y entonces
solidifica ésta. Algo análogo ocurre si lo que sobra es disolvente. A
estas aleaciones se les llama hipoeutécticas si están a la izquierda o hipereutécticas si están a la derecha de la eutéctica.
COMPONENTES PARCIALMENTE SOLUBLES EN ESTADO SÓLIDO
Son típicamente aleaciones por inserción, en las cuales el soluto
puede disolverse hasta llenar los intersticios del disolvente, formando
una solución sólida con un valor máximo de concentración.
Para concentraciones superiores, se va solidificando disolvente
saturado de soluto hasta que se acaba el disolvente. A continuación,
todo el soluto restante solidifica formando granos aparte de los de
solución sólida y recubriéndolos.
Y el diagrama que corresponde a este tipo de aleaciones es así:
En las aleaciones parcialmente solubles en estado sólido es
corriente que al solidificar totalmente se admite una cantidad de
soluto, pero según se va enfriando el material se producen
contracciones que expulsan átomos de soluto de la red del disolvente.
Por lo tanto, los diagramas en realidad son de este tipo:
Y los átomos de soluto expulsados forman cristales en el seno de la
solución sólida, y estas estructuras se llaman de precipitación. En la
siguiente animación se pueden ver distintas micrografías para el
sistema formado por el plomo y el estaño:
ALEACIONES CON CAMBIO A INSOLUBILIDAD TOTAL EN ESTADO SÓLIDO
El último grupo de variación de solubilidad que veremos es el que se
produce cuando alguno de los componentes sufre cambios alotrópicos al
disminuir la temperatura, normalmente de red FCC a BCC o viceversa.
En estos casos, los cambios se producen a partir de una solución
sólida, de la cual se expulsa el soluto. Ya hemos visto que cuando es
una expulsión debida a la contracción de la red del disolvente los
átomos de soluto crean cristales dentro del grano de soluión sólida.
Sin embargo, cuando la expulsión es debida a un cambio alotrópico, es
corriente que se realice en forma de una estructura de capas similar a
la eutéctica, y que se denomina eutectoide.
De froma análoga a las composiciones eutécticas, se distinguen las
aleaciones hipoeutectoides e hipereutectoides, en las cuales se expulsa
el componente de sobra hasta que se alcanza la composición eutectoide.
