Diagrama hierro-carbono
Páginas: 8 (1805 palabras)
Publicado: 29 de julio de 2013
DIAGRAMA HIERRO - CARBONO
El hierro puro está presente en tres estados alotrópicos a medida que se incrementa la temperatura desde la temperatura ambiente:
Hasta los 911 °C, el hierro ordinario, cristaliza en el sistema cúbico de cuerpo centrado y recibe la denominación de hierro α o ferrita. Es un material dúctil y maleable responsable de la buena forjabilidad de las aleaciones conbajo contenido en carbono y es ferromagnético hasta los 770 °C. La ferrita puede disolver pequeñas cantidades de carbono.
Entre 911 y 1400 °C cristaliza en el sistema cúbico de caras centradas y recibe la denominación de hierro γ o austenita. Dada su mayor compacidad la austenita se deforma con mayor facilidad y es paramagnética.
Entre 1400 y 1538 °C cristaliza de nuevo en el sistema cúbico decuerpo centrado y recibe la denominación de hierro δ que es en esencia el mismo hierro alfa pero con parámetro de red mayor por efecto de la temperatura.
A mayor temperatura el hierro se encuentra en estado líquido. Si se añade carbono al hierro aumenta su grado de macicez y sus átomos podrían situarse simplemente en los intersticios de la red cristalina de éste último; sin embargo en losaceros aparece combinado formando carburo de hierro (Fe3C), un compuesto químico definido y que recibe la denominación de cementita de modo que los aceros asados al carbono están constituidas realmente por ferrita y cementita.
El diagrama de fases Fe-C muestra dos composiciones singulares:
Un eutéctico (composición para la cual el punto de fusión es mínimo) que se denomina ledeburita y contiene un4,3% de carbono (64,5 % de cementita). La ledeburita aparece entre los constituyentes de la aleación cuando el contenido en carbono supera el 2% y es la responsable de la mala forjabilidad de la aleación marcando la frontera entre los aceros con menos del 2% de C (forjables) y las fundiciones con porcentajes de carbono superiores (no forjables y fabricados por moldeo). De este modo se observa quepor encima de la temperatura crítica A3 los aceros están constituidos sólo por austenita, una solución sólida de carbono en hierro γ y su microestructura en condiciones de enfriamiento lento dependerá por tanto de las transformaciones que sufra ésta.
Un eutectoide en la zona de los aceros, equivalente al eutéctico pero en el estado sólido, donde la temperatura de transformación de la austenitaes mínima. El eutectoide contiene un 0,80 %C (13,5% de cementita) y se denomina perlita. Está constituido por capas alternas de ferrita y cementita, siendo sus propiedades mecánicas intermedias entre las de la ferrita y la cementita.
La existencia del eutectoide permite distinguir dos tipos de aleaciones de acero:
Aceros hipoeutectoides (< 0.80% C). Al enfriarse por debajo de la temperaturacrítica A3 comienza a precipitar la ferrita entre los granos de austenita y al alcanzar la temperatura crítica A1 la austenita restante se transforma en perlita. Se obtiene por tanto a temperatura ambiente una estructura de cristales de perlita embebidos en una matriz de ferrita.
Aceros hipereutectoides (> 0.80% C). Al enfriarse por debajo de la temperatura crítica se precipita el carburo dehierro resultando a temperatura ambiente cristales de perlita embebidos en una matriz de cementita.
PROCESO DE SOLIDIFICACION
La solidificación de un metal o aleación metálica en estado líquido ocurre por formación y crecimiento de núcleos. La disminución de energía causada por el enfriamiento produce una aglomeración espontánea de partículas, permitiendo la formación de un núcleo. A medidaque la temperatura disminuye, los núcleos crecen, dando origen a los granos que constituirán la estructura del metal sólido.
Figura 1. Proceso general de solidificación
SOLIDIFICACION DE UN METAL PURO
Cuando un metal puro solidifica bajo condiciones cercanas al equilibrio, toda la masa se cristaliza a una misma temperatura, conocida como temperatura de...
DIAGRAMA HIERRO - CARBONO
El hierro puro está presente en tres estados alotrópicos a medida que se incrementa la temperatura desde la temperatura ambiente:
Hasta los 911 °C, el hierro ordinario, cristaliza en el sistema cúbico de cuerpo centrado y recibe la denominación de hierro α o ferrita. Es un material dúctil y maleable responsable de la buena forjabilidad de las aleaciones conbajo contenido en carbono y es ferromagnético hasta los 770 °C. La ferrita puede disolver pequeñas cantidades de carbono.
Entre 911 y 1400 °C cristaliza en el sistema cúbico de caras centradas y recibe la denominación de hierro γ o austenita. Dada su mayor compacidad la austenita se deforma con mayor facilidad y es paramagnética.
Entre 1400 y 1538 °C cristaliza de nuevo en el sistema cúbico decuerpo centrado y recibe la denominación de hierro δ que es en esencia el mismo hierro alfa pero con parámetro de red mayor por efecto de la temperatura.
A mayor temperatura el hierro se encuentra en estado líquido. Si se añade carbono al hierro aumenta su grado de macicez y sus átomos podrían situarse simplemente en los intersticios de la red cristalina de éste último; sin embargo en losaceros aparece combinado formando carburo de hierro (Fe3C), un compuesto químico definido y que recibe la denominación de cementita de modo que los aceros asados al carbono están constituidas realmente por ferrita y cementita.
El diagrama de fases Fe-C muestra dos composiciones singulares:
Un eutéctico (composición para la cual el punto de fusión es mínimo) que se denomina ledeburita y contiene un4,3% de carbono (64,5 % de cementita). La ledeburita aparece entre los constituyentes de la aleación cuando el contenido en carbono supera el 2% y es la responsable de la mala forjabilidad de la aleación marcando la frontera entre los aceros con menos del 2% de C (forjables) y las fundiciones con porcentajes de carbono superiores (no forjables y fabricados por moldeo). De este modo se observa quepor encima de la temperatura crítica A3 los aceros están constituidos sólo por austenita, una solución sólida de carbono en hierro γ y su microestructura en condiciones de enfriamiento lento dependerá por tanto de las transformaciones que sufra ésta.
Un eutectoide en la zona de los aceros, equivalente al eutéctico pero en el estado sólido, donde la temperatura de transformación de la austenitaes mínima. El eutectoide contiene un 0,80 %C (13,5% de cementita) y se denomina perlita. Está constituido por capas alternas de ferrita y cementita, siendo sus propiedades mecánicas intermedias entre las de la ferrita y la cementita.
La existencia del eutectoide permite distinguir dos tipos de aleaciones de acero:
Aceros hipoeutectoides (< 0.80% C). Al enfriarse por debajo de la temperaturacrítica A3 comienza a precipitar la ferrita entre los granos de austenita y al alcanzar la temperatura crítica A1 la austenita restante se transforma en perlita. Se obtiene por tanto a temperatura ambiente una estructura de cristales de perlita embebidos en una matriz de ferrita.
Aceros hipereutectoides (> 0.80% C). Al enfriarse por debajo de la temperatura crítica se precipita el carburo dehierro resultando a temperatura ambiente cristales de perlita embebidos en una matriz de cementita.
PROCESO DE SOLIDIFICACION
La solidificación de un metal o aleación metálica en estado líquido ocurre por formación y crecimiento de núcleos. La disminución de energía causada por el enfriamiento produce una aglomeración espontánea de partículas, permitiendo la formación de un núcleo. A medidaque la temperatura disminuye, los núcleos crecen, dando origen a los granos que constituirán la estructura del metal sólido.
Figura 1. Proceso general de solidificación
SOLIDIFICACION DE UN METAL PURO
Cuando un metal puro solidifica bajo condiciones cercanas al equilibrio, toda la masa se cristaliza a una misma temperatura, conocida como temperatura de...
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