Hierro-Carbono

Procesos de Fabricación
Procesos que cambian las propiedades de los materiales

•Estados alotrópicos del Hierro
•Tratamientos térmicos y Diagrama Hierro-Carbono
•Tratamientos termoquímicos

Julio Anaya

Introducción.

En ocasiones interesa modificar determinadas propiedades de los materiales para que puedan
ser utilizados de una manera más eficaz.
El objetivo puede ser obtenermateriales más blandos, con el fin de favorecer su deformación
en frío, o su maquinabilidad.
Nos puede interesar también, obtener materiales más duros y resistentes al desgaste, o nos
puede interesar mejorar la resistencia a la corrosión y la oxidación.
Globalmente, en el proceso productivo en la industria siderúrgica, podemos estudiar tres
técnicas diferentes que nos permitirán modificar laspropiedades, sobre todo del material más
representativo a nivel industrial, como es el acero. Estas técnicas son:
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Técnicas de MODIFICACIÓN

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Técnicas de CONFORMACIÓN

-

Técnicas de PROTECCIÓN

Técnicas de modificación

Tratamientos térmicos.Se conocen con el nombre de tratamientos térmicos a aquellos procesos donde se utiliza
únicamente el calor para variar la estructura yconstitución de una aleación, pero no su
composición química.
Los tratamientos térmicos tienen por objeto modificar o mejorar las propiedades de los
metales y aleaciones, mediante alteraciones en su estructura con el fin de que las piezas
puedan desempeñar óptimamente la función para la cual han sido diseñadas. Las
variaciones en la estructura se consigue mediante calentamientos y enfriamientos avelocidades determinadas, dependiendo de los materiales y objetivos a conseguir.

Tratamientos termo-químicos.Son tratamientos en los cuales se varía la composición química superficial de los aceros,
mediante la adición de otros elementos con el objetivo de mejorar sus propiedades
superficiales, como por ejemplo la dureza o la resistencia a la corrosión.

Estados alotrópicos del hierroPara comprender los mecanismos por los cuales se rigen los tratamientos térmicos es
necesario conocer previamente las transformaciones estructurales que sufre el hierro cuando
se cambia su temperatura.
Cuando se calienta el hierro desde la temperatura ambiente hasta su estado líquido, sufre
una serie de transformaciones en su estructura cristalina. A las diferentes estructuras que
aparecencuando se produce este calentamiento se las denomina estados alotrópicos.
En el hierro se pueden distinguir cuatro estados alotrópicos:
•Hierro alfa
•Hierro Beta
•Hierro Gamma
•Hierro Delta

Hierro Alfa.
El hierro alfa se presenta a temperaturas inferiores a los 768ºC.
Presenta una cristalización según el sistema cúbico centrado de cuerpo.
No disuelve el carbono y tiene caráctermagnético.

Hierro Beta.
Es muy similar al hierro alfa. Se forma a temperaturas comprendidas entre 768ºC y 900ºC,
cristalizando en el sistema cúbico centrado de cuerpo.
Se diferencia principalmente del hierro alfa en que no es magnético.
Desde el punto de vista metalográfico y mecánico tiene poco interés.

Hierro Gamma.
Se forma a temperaturas comprendidas entre los 900 y los
1400ºC.Cristaliza en el sistema cúbico centrado de caras (FCC).
Tiene gran capacidad para formar soluciones sólidas, ya que
dispone de espacios interatómicos grandes.

Puede disolver hasta un 2% de carbono.
Esta solución recibe el nombre de austenita.

Hierro Delta.
Se forma a temperaturas comprendidas entre los 1400 y 1539ºC.
Cristaliza en red cúbica centrada de cuerpo (BCC).
Debido a que aparece aelevadas temperaturas, tiene poca importancia en el estudio de los
tratamientos térmicos y tampoco tiene aplicación siderúrgica.

Tratamientos térmicos

Introducción.

Los tratamientos térmicos se pueden usar en varios pasos dentro de un
proceso de manufactura.
Antes de un proceso de formado para ablandar el metal y que se
forma más fácilmente cuándo esta caliente.

Se puede usar...