DIAGRAMA DE FASE

INTRODUCCUION

1) DEFINICIÓN

1.1) FASE: En un material, una fase es una región que difiere en su microestructura y/o composición, de otra región. Los diagramas de fase son representaciones gráficas de las fases que existen en un sistema de materiales a varias temperaturas, presiones y composiciones. Los diagramas, en su mayoría, se han construido en condiciones de equilibrio,2 y son utilizadospor ingenieros y científicos para entender y predecir muchos aspectos del comportamiento de los materiales.

1.2) ALEACION: Los metales y las aleaciones tienen muchas propiedades útiles en ingeniería, por lo cual sus aplicaciones en diseños de este campo están muy generalizadas. El hierro y sus aleaciones (en primer lugar el acero) representan casi 90 por ciento de la producción mundial demetales, sobre todo por su satisfactoria combinación de resistencia, tenacidad y ductilidad a costo relativamente bajo. Cada metal tiene propiedades especiales para los diseños de ingeniería y se usa después de realizar un análisis comparativo de costos con otros metales y materiales.

1.3) CONDICION PARA CONSTRUIR UNA ALEACIÓN:

Las aleaciones a base de hierro se llaman aleaciones ferrosas y las que sebasan en otros metales se llaman aleaciones no ferrosas. En este capítulo se analizan algunos aspectos del
procesamiento, estructura y propiedades de varias aleaciones ferrosas y no ferrosas importantes.
Las dos últimas secciones de este capítulo están dedicadas a las aleaciones avanzadas y sus
aplicaciones en diversos campos, entre ellos el biomédico.

9.1 PRODUCCIÓN DE HIERRO Y ACERO

9.1.1Producción de arrabio en un alto horno
La mayor parte del hierro se extrae de mineral de hierro en altos hornos muy grandes (figura
9 . 1). En el alto horno, el coque (carbono) actúa como agente reductor para reducir óxidos de
hierro (principalmente Fe2O3) para producir arrabio en bruto, el cual contiene casi 4 por ciento
de carbono además de otras impurezas, de acuerdo con la siguiente reaccióntípica. El arrabio del alto horno se transfiere usualmente en estado líquido a un horno para fabricar acero.

Figura 9.1


Corte transversal de la operación general de un alto horno moderno.

9.1.2 Fabricación de acero y procesamiento de formas importantes de
productos de ese material
Los aceros al carbono simples son, en esencia, aleaciones de hierro y carbono que contienen
hasta 1.2 por ciento decarbono aproximadamente. Sin embargo, la mayoría de los aceros
contienen menos de 0.5 por ciento de carbono. La mayoría de los aceros se fabrican mediante
la oxidación del carbono y otras impurezas del arrabio hasta que el contenido de carbono en el
hierro se reduce al nivel necesario.
El procedimiento más común para convertir el arrabio en acero es el proceso básico de
oxígeno. En dicho proceso elarrabio y hasta 30 por ciento de chatarra de acero se introducen a
un convertidor con revestimiento refractario, en forma de barril, en el cual se inserta una lanza
de oxígeno (figura 9 . 2). El oxígeno puro proveniente de la lanza reacciona con el baño líquido
para formar óxido de hierro. En seguida, el carbono del acero reacciona con el óxido de hierro y
forma monóxido de carbono:

Inmediatamenteantes que comience la reacción del oxígeno se agregan cantidades
controladas de fundentes (principalmente cal) que forman escoria. En este proceso, el
contenido de carbono del acero se puede reducir de manera rápida en casi 22 minutos, al
tiempo que se reduce la concentración de impurezas como azufre y fósforo (figura 9 . 3).
El acero derretido que viene del convertidor se vierte en moldesestacionarios o se vacía
continuamente en largas planchas de las cuales se cortan periódicamente grandes secciones.
Actualmente, casi 96 por ciento del acero se vierte de manera continua y casi 4 000 lingotes se
funden todavía de manera individual. Sin embargo, casi la mitad del acero en bruto se produce
mediante el reciclaje de acero viejo, como la chatarra de automóviles y antiguos aparatos...