Metales Y Aleaciones
Páginas: 18 (4294 palabras)
Publicado: 12 de mayo de 2012
METALES Y ALEACIONES
Los metales ferrosos están basados en el hierro, las propiedades y demás datos referentes al hierro se especifican en la tabla 1, los metales ferrosos de mayor importancia en ingeniería son las aleaciones de hierro y carbono, estas aleaciones se dividen en dos grandes grupos, aceros y fundiciones de hierro, juntos constituyen el 85% del tonelaje de metales.
Tabla 1Datos básicos sobre el hierro
Símbolo: Fe
Numero atómico: 26
Gravedad especifica: 7.87
Estructura cristalina: BCC
Temperatura de fusión: 2802 °F (1539 °C)
Modulo de elasticidad: 30 x 106 lb/pulg2 (209 x 103 MPa)
Mineral principal: Hematita (Fe2O3)
Elementos de aleación: Carbono, Cromo, Manganeso,
Níquel, Molibdeno, Vanadio y Silicio
Aplicaciones típicas: Construcción,Maquinaria, Automotores,
Vias y Equipo ferroviario
DIAGRAMA DE FASE HIERRO-CARBONO
El diagrama de fase hierro-carbono se muestra en la figura 2, el hierro puro se funde a 2802 °F (1539 °C), durante el ascenso de la temperatura, desde la temperatura ambiente, sufre varias transformaciones en su fase sólida como se indica en el diagrama, a partir de la temperatura ambiente la fase es alfa (),también llamada ferrita, a 1674 °F (912 °C), la ferrita se transforma en gama () llamada austenita, esta a su vez, se transforma en delta () a los 2541 °F (1394 °C), fase en la que permanece hasta que ocurre la fusión, las tres fases son distintas, alfa y delta tienen estructuras BCC, y gama situada entre estas dos es FCC.
El hierro se encuentra disponible como producto comercial envarios niveles de pureza, el hierro electrolitico es el mas puro, contiene alrededor del 99.00%, se usa en investigación y otras aplicaciones en las que se requiere un alto grado de pureza, el hierro de lingote, con un contenido de impurezas del orden de 0.1% incluyendo cerca de 0.01% de carbono, se utiliza en aplicaciones donde se necesita alta ductilidad y resistencia a la corrosión, el hierrodulce contiene alrededor de 3% de escoria, pero muy poco carbono, y se puede trabajar fácilmente en operaciones de formado en caliente como el forjado.
Los limites de solubilidad del carbono en el hierro son bajos en la fase ferrita, solamente un 0.022% a 1333 °F (723 °C), la austenita puede disolver casi un 2.1% de carbono a una temperatura de 2066 °F (1130 °C), esta diferencia en solubilidadentre las fases alfa y gama ofrece oportunidades para el fortalecimiento por tratamiento térmico, aun sin tratamiento térmico, la resistencia del acero aumenta dramáticamente conforme aumenta el contenido de carbono, aquí entramos a la región en la que el metal cambia su nombre por el de acero, mas precisamente, el acero se define como una aleación hierro-carbono que contiene de 0.02 a 2.11% decarbono, desde luego, los aceros pueden contener también otros elementos aleantes.
En el diagrama podemos observar una composición eutectica a una concentración de 4.3% de carbono, hay en la región sólida del diagrama una característica similar a una concentración de 0.77% de carbono y 1333 °F (723 °C), a esta se le llama composición eutectoide, los aceros por debajo de este nivel de carbono sonconocidos como aceros hipoeutectoides, y arriba de este nivel, de 0.77 a 2.11% de carbono, se les llama aceros hipereutectoides.
Además de las fases mencionadas, hay otra fase prominente en el sistema de aleación hierro-carbono, esta es Fe3C, también conocida como cementita, una fase intermedia, compuesto metálico de hierro y carbono que es duro y frágil, a temperaturas bajo condiciones deequilibrio las aleaciones hierro-carbono forman un sistema de dos fases, aun a niveles de carbono ligeramente superiores a cero, el contenido de carbono en el acero fluctúa precisamente entre estos bajos niveles y hasta el 2.11% de carbono, arriba de 2.11% hasta cerca del 4 o 5% de carbono la aleación se define como fundición de hierro.
PRODUCCION DEL HIERRO Y DEL ACERO
Nuestras coberturas...
Los metales ferrosos están basados en el hierro, las propiedades y demás datos referentes al hierro se especifican en la tabla 1, los metales ferrosos de mayor importancia en ingeniería son las aleaciones de hierro y carbono, estas aleaciones se dividen en dos grandes grupos, aceros y fundiciones de hierro, juntos constituyen el 85% del tonelaje de metales.
Tabla 1Datos básicos sobre el hierro
Símbolo: Fe
Numero atómico: 26
Gravedad especifica: 7.87
Estructura cristalina: BCC
Temperatura de fusión: 2802 °F (1539 °C)
Modulo de elasticidad: 30 x 106 lb/pulg2 (209 x 103 MPa)
Mineral principal: Hematita (Fe2O3)
Elementos de aleación: Carbono, Cromo, Manganeso,
Níquel, Molibdeno, Vanadio y Silicio
Aplicaciones típicas: Construcción,Maquinaria, Automotores,
Vias y Equipo ferroviario
DIAGRAMA DE FASE HIERRO-CARBONO
El diagrama de fase hierro-carbono se muestra en la figura 2, el hierro puro se funde a 2802 °F (1539 °C), durante el ascenso de la temperatura, desde la temperatura ambiente, sufre varias transformaciones en su fase sólida como se indica en el diagrama, a partir de la temperatura ambiente la fase es alfa (),también llamada ferrita, a 1674 °F (912 °C), la ferrita se transforma en gama () llamada austenita, esta a su vez, se transforma en delta () a los 2541 °F (1394 °C), fase en la que permanece hasta que ocurre la fusión, las tres fases son distintas, alfa y delta tienen estructuras BCC, y gama situada entre estas dos es FCC.
El hierro se encuentra disponible como producto comercial envarios niveles de pureza, el hierro electrolitico es el mas puro, contiene alrededor del 99.00%, se usa en investigación y otras aplicaciones en las que se requiere un alto grado de pureza, el hierro de lingote, con un contenido de impurezas del orden de 0.1% incluyendo cerca de 0.01% de carbono, se utiliza en aplicaciones donde se necesita alta ductilidad y resistencia a la corrosión, el hierrodulce contiene alrededor de 3% de escoria, pero muy poco carbono, y se puede trabajar fácilmente en operaciones de formado en caliente como el forjado.
Los limites de solubilidad del carbono en el hierro son bajos en la fase ferrita, solamente un 0.022% a 1333 °F (723 °C), la austenita puede disolver casi un 2.1% de carbono a una temperatura de 2066 °F (1130 °C), esta diferencia en solubilidadentre las fases alfa y gama ofrece oportunidades para el fortalecimiento por tratamiento térmico, aun sin tratamiento térmico, la resistencia del acero aumenta dramáticamente conforme aumenta el contenido de carbono, aquí entramos a la región en la que el metal cambia su nombre por el de acero, mas precisamente, el acero se define como una aleación hierro-carbono que contiene de 0.02 a 2.11% decarbono, desde luego, los aceros pueden contener también otros elementos aleantes.
En el diagrama podemos observar una composición eutectica a una concentración de 4.3% de carbono, hay en la región sólida del diagrama una característica similar a una concentración de 0.77% de carbono y 1333 °F (723 °C), a esta se le llama composición eutectoide, los aceros por debajo de este nivel de carbono sonconocidos como aceros hipoeutectoides, y arriba de este nivel, de 0.77 a 2.11% de carbono, se les llama aceros hipereutectoides.
Además de las fases mencionadas, hay otra fase prominente en el sistema de aleación hierro-carbono, esta es Fe3C, también conocida como cementita, una fase intermedia, compuesto metálico de hierro y carbono que es duro y frágil, a temperaturas bajo condiciones deequilibrio las aleaciones hierro-carbono forman un sistema de dos fases, aun a niveles de carbono ligeramente superiores a cero, el contenido de carbono en el acero fluctúa precisamente entre estos bajos niveles y hasta el 2.11% de carbono, arriba de 2.11% hasta cerca del 4 o 5% de carbono la aleación se define como fundición de hierro.
PRODUCCION DEL HIERRO Y DEL ACERO
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