Hierro carbono

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DIAGRAMA DE HIERRO-CARBONO
Introducción:
Desde los primeros tiempos el acero al carbono simple ha sido muy apreciado por algunas de sus propiedades. Este metal blando de color gris plateado puede convertirse en una sustancia súper dura que podría cortar al vidrio y muchas otras sustancias, esta conversión del acero al carbono en una dureza útil se efectúa con diferentes tratamientos térmicoslos cuales se estudiaran en la siguiente unidad.
Los diagramas de composición son un medio útil de explicar y comprender el comportamiento de los metales. El diagrama hierro-carbono es fundamental para comprender el tratamiento térmico del hierro y del acero.
Diagrama hierro-carbono
Al diagrama hierro carbono se le conoce como un diagrama de equilibrio o diagrama de fases. El diagrama de fasesindica las transformaciones que ocurren durante un enfriamiento muy lento a condiciones de cuasi equilibrio.

La zona que esta a la izquierda del diagrama entre 2800 ºF y 2554 ºFdescribe la solidificacion y la transformacion del hierro delta. Esta zona no tiene valor comercial en los tratamientos termicos y, por tanto, es solo de interes pasajero.
La porcion del del diagrama delineado por laslineas punteadas se asemeja a los diagramas de fase, pero ahora es un metal solidoy no se aplican terminos liquidus y solidus. El punto eutectoide es el punto de mas baja temperatura de transformacion de las fases solidas.
En vez de una linea liquidus, se tiene la linea que muestra la transformacion de austenita y ferrita, llamada linea A3, y la linea que muestra la cantidad de carbono que essoluble en austenita, llamada linea Acm. Se tiene la linea que muestra en donde completa la austenita su transformacion a ferrita y en don de se forma la ferrita. Esta line se denomina A1a la izqierda del punto eutoctoide y A3,1 a la derecha del punto eutoctoide.
Microestructuras del acero.
Cuando se observa el acero al carbono a través de un microscopio metalúrgico, la micro estructura puedeidentificarse como perlita, ferrita, cementita, austenita, o vainita con algunas variaciones, dependiendo del tratamiento térmico.
FERRITA
Es una solución sólida de carbono en hierro alfa, su solubilidad a la temperatura ambiente es del orden de 0.008% de carbono, por esto se considera como hierro puro, la máxima solubilidad de carbono en el hierro alfa es de 0,02% a 723 °C.
 

Microestructuradel acero al carbono, cristales blancos de ferrita

La ferrita es la fase más blanda y dúctil de los aceros, cristaliza en la red cúbica centrada en el cuerpo, tiene una dureza de 90 Brinell y una resistencia a la tracción de 28 kg/mm2, llegando hasta un alargamiento del 40%. La ferrita se obsera al microscopio como granos poligonales claros.
En los aceos, la ferrita puede aparecer comocristales mezclados con los de perlita, en los aceros de menos de 0.6%C, figura 6; formando una red o malla que limita los granos de perlita, en los aceros de 0.6 a 0.85%C en forma de agujas o bandas circulares orientados en la dirección de los planos cristalográficos de la austenita como en los aceros en bruto de colada o en aceros que han sido sobrecalentados. Este tipo de estructura se denominaWidmanstatten.
La ferrita también aparece como elemento eutectoide de la perlita formando láminas paralelas separadas por otras láminas de cementita, en la estructura globular de los aceros de herramientas aparece formando la matriz que rodea los glóbulos de cementita, en los aceros hipoeutectoides templados, puede aparecer mezclada con la martensita cuando el temple no ha sido bien efectuado.CEMENTITA
Es el carburo de hierro de fórmula Fe3C, contiene 6.67 %C y 93.33 % de hierro, es el micro constituyente más duro y frágil de los aceros al carbono, alcanzando una dureza Brinell de 700 (68 Rc) y cristaliza en la red ortorómbica.

Microestructura del acero 1%C, red blanca de dementita
En las probetas atacadas con ácidos se observa de un blanco brillante y aparece como cementita...
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