Hierro carbono

Hierro gamma. Feγ.
 

Se forma entre los 900 y los 1400ºC.
Cristaliza en el sistema cúbico centrado de caras (FCC).
Tiene gran facilidad para formar soluciones sólidas, puesto que dispone de espacios interatómicos grandes, y es capaz de disolver hasta un 2% de carbono.
Este microconstituyente estable es llamado austenita.
Imagen 21. Elaboración Propia



Hierro delta. Fe.
 

Se forma entre los1400 y 1539ºC.
Cristaliza en red cúbica centrada de cuerpo (BCC).
Debido a que aparece a muy elevadas temperaturas, tiene poca trascendencia en el estudio de los tratamientos térmicos y no se emplea en siderurgia.
Imagen 22. Elaboración Propia


Todas estas transformaciones alotrópicas van asociadas a un cambio de volumen.
En la figura se representan gráficamente las transformaciones alotrópicasdel hierro.

Imagen 23. Isftic. Creative Commons.
En esta gráfica podemos observar que, si se deja enfriar lentamente una muestra de hierro desde el estado líquido:
Solidifica a 1535ºC
Si se continua enfriando se aprecia una irregularidad en su velocidad de enfriamiento hacia los 1400ºC, debido a un desprendimiento espontáneo de calor.
Ocurre lo mismo a los 898ºC y a los 750ºC.
Estas variaciones enla velocidad de enfriamiento son debidas a las transformaciones estructurales alotrópicas comentadas.
A las temperaturas en que suceden estas transformaciones se les denomina puntos críticos:
En el punto Ar4 (1400ºC) tiene lugar el cambio alotrópico de Fed a Feγ.
En el punto crítico Ar3 (898ºC) se produce la transformación de Feγ a Feb.
En el punto Ar2 (750ºC) se produce la transformación deFeb a hierro Fea.

Imagen 24. Elaboración propia
Durante el proceso de cristalización, el crecimiento de los cristales que se inicia en los centros o núcleos de cristalización en el metal líquido, no puede ser uniforme a causa de diferentes factores, como son: la composición del metal, la velocidad de enfriamiento, la presión a que se ven sometidas las partículas y las interferencias que se producenentre ellos mismos durante el proceso de crecimiento.

Imagen 25. Wikimedia. Creative Commons.
La estructura final resultante se debe al agrupamiento de granos o cristales de forma irregular pero guardando cada uno una orientación fija y bien determinada, que se repite espacialmente.




La mayor parte de los procesos y reacciones más importantes del tratamiento demateriales se basa en latransferencia de masa, bien dentro de un determinado sólido(generalmente a nivel microscópico), o bien desde un liquido, un gas u otro sólido.Estatransferencia va acompañada inseparablemente por la difusión, un fenómeno de transporte por movimiento atómico
.En este capítulo se discuten los mecanismos atómicos de la difusión, los desarrollos matemáticos de la difusión y la influencia de la temperatura y dela naturaleza de las substancias difusivas en la velocidad de difusión.El fenómeno de la difusión se puede demostrar mediante el par difusor formado por la unión de dos metales puestos en contacto a través de las dos caras, como está ilustrado para el cobre y el níquel en la Figura 5.1 , donde se ha esquematizado la posición de los átomos y la composición a través de la intercara. Este par secalienta aelevada temperatura (pordebajo de la temperatura de fusión de ambos metalesdurante un largo período de tiempo y luego se enfría a temperatura ambiente. Elanálisis químico revela una condición parecida a la registrada en la
Figura 5.2cobre yníquel puros en los extremos del par, separados por una región de aleación. Lacomposición de ambos metales varía con la distancia, como ilustra laFigura5.2c. Este resultado indica que los átomos de cobre han emigrado o difundido dentro del níquel y que el níquel ha difundido dentro del cobre. Este proceso, en que los átomos de un metal difunden en el otro, se denomina interdifusión o difusión de impurezas. Desde el punto de vista macroscópico, la
Interdifusión se interpreta como los cambios de concentración que ocurren con el tiempo, como en el...