🧪 Diagrama de Fases de Aleación Binaria — Eutéctico y Solidificación

Una aleación hipoeutéctica (composición a la izquierda del eutéctico) cruza primero el líquidus al enfriarse, nucleando cristales primarios de fase alfa. A medida que baja la temperatura, el líquido restante se enriquece progresivamente en el componente B, siguiendo la curva líquidus hacia la composición eutéctica. Cuando la temperatura alcanza la isoterma eutéctica, el líquido restante — ahora en la composición eutéctica — solidifica simultáneamente en una mezcla laminar fina de fases alfa y beta.

Ejemplos clásicos incluyen plomo-estaño (Pb-Sn, eutéctico a 61,9 wt% Sn, 183 °C — la base de la soldadura electrónica tradicional), plata-cobre (Ag-Cu, eutéctico a 28,1 wt% Cu, 779 °C — usado en aporte de braseado con plata) y bismuto-estaño (Bi-Sn, eutéctico a 57 wt% Bi, 139 °C — una soldadura de baja temperatura usada en aplicaciones termosensibles). La moderna soldadura sin plomo SAC305 (Sn-Ag-Cu) es un ternario casi eutéctico.

El enfriamiento lento en equilibrio da tiempo a los átomos para difundirse, produciendo una microestructura laminar gruesa con placas anchas alternas de alfa y beta. El templado rápido suprime la difusión, produciendo estructuras laminares finas o incluso amorfas (vítreas). Un templado muy rápido puede crear soluciones sólidas sobresaturadas — la base de las aleaciones de aluminio solidificadas rápidamente usadas en aviación, donde la microestructura fina mejora drásticamente la resistencia y la resistencia a la corrosión.

Una aleación hipereutéctica tiene una composición a la derecha del punto eutéctico (más del componente B). Al enfriarse, precipita primero cristales primarios de fase beta mientras el líquido se mueve hacia la composición eutéctica. Tanto las aleaciones hipoeutécticas como las hipereutécticas producen finalmente microestructura eutéctica en el líquido restante — la diferencia está solo en qué fase primaria precipita primero y en qué proporción aparece en la microestructura final.

En un sistema isomorfo (como cobre-níquel) los dos componentes son completamente miscibles tanto en la fase líquida como en la sólida, por lo que no hay región de dos sólidos ni punto eutéctico — solo una región bifásica en forma de lente entre las curvas líquidus y sólidus. El tipo eutéctico mostrado aquí tiene solubilidad sólida limitada; los dos componentes solo pueden disolverse parcialmente entre sí, dando lugar al característico líquidus en forma de V y a la reacción eutéctica.

Sí. Mueve el deslizador de composición eutéctica (x_E) alejándolo del 50% para crear un sistema asimétrico donde el eutéctico se sitúa más cerca de un componente puro. Esto imita la mayoría de los sistemas eutécticos reales: el eutéctico Pb-Sn a 61,9 wt% Sn es fuertemente asimétrico, al igual que el eutéctico Al-Si a 12,6 wt% Si que es la base de las aleaciones de aluminio fundido usadas en bloques de motor de automóviles.

La línea discontinua naranja traza cómo evoluciona el estado de una única aleación (en una composición que puedes fijar haciendo clic) a medida que se enfría desde por encima del líquidus. En la región líquida, la trayectoria desciende verticalmente. Al cruzar el líquidus, la composición del líquido restante sigue la curva líquidus (moviéndose hacia el eutéctico), mientras que la composición global permanece fija — por eso la trayectoria parece doblarse. En la isoterma eutéctica, el líquido restante solidifica completamente a temperatura constante.