Microscopia de aceros al carbono

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UNIVERSIDAD DE CARABOBO.
FACULTAD DE INGENIERÍA.
ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA.
DEPARTAMENTOS DE MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACIÓN.
LABORATORIO DE MATERIALES

Practica No.: 07.
Título de la Práctica: Microscopia de los acero al carbono.
Nombres y Apellidos: Aldo Arnaldo Valera Rivero.
Erick Rafael Páez Carrillo.
Cedula de Identidad: 19.479.166.19.531.718.
Grupo: 58.
Profesor: Jenny Zambrano.
Preparador: Ricardo Jerez.
Observaciones:

18 DE ENERO DE 2012
INTRODUCCIÓN
LOS ACEROS AL CARBONO

Los aceros al Carbono son aleaciones base Fe, con contenidos de Carbono superiores al 0,05% e inferiores al 2% en peso; la gran mayoría de estos aceros tiene contenidos de C entre 0,1 y 1%p. En los aceros comerciales siempre hay otroselementos, además de Fe y C; sin embargo, en una primera presentación podemos hacer abstracción de esos otros elementos y suponer que ellos están dentro de rangos normales y que son constantes.

Existen muchas familias de aceros (aceros inoxidables, aceros rápidos, aceros refractarios, etc.). Aquí veremos aquella de los aceros al Carbono, con una breve referencia a la de los aceros de baja aleación.1. Aceros al Carbono
1.1 Aceros al Carbono con Estructuras de Equilibrio

En los aceros al Carbono, donde la concentración de otros elementos es relativamente baja, suponiendo condiciones de equilibrio, en primera aproximación es válido considerar que el diagrama de equilibrio binario Fe-C es aplicable.

Para efectos de los aceros al Carbono, estrictamente basta considerar el extremorico en Fe de dicho diagrama, en el sector correspondiente al diagrama Fe-cementita. La cementita es un carburo de Fe, un compuesto definido, de carácter no metálico (duro y frágil) y de fórmula estequeométrica Fe3C. A dicha fórmula se asocia la composición Fe-6,7%p.C. Fig. 1 Diagrama de equilibrio Fe-cementita En ese diagrama Fe-Fe3C se observa que hay una reacción peritéctica (L+ δ= γ), otraeutéctica (L = γ + Fe3C) y una eutectoide (γ = α + Fe3C). Las fases indicadas en el diagrama son:

- Las siguientes soluciones sólidas de carácter metálico:
* Fase α o ferrita, solución sólida de C disuelto intersticialmente en Fe (CC).
* Fase γ o austenita, solución sólida de C disuelto intersticialmente en Fe (CCC).
* Fase δ o ferrita de alta temperatura, solución sólida de C disueltointersticialmente en Fe (CC).

- Una fase sólida no metálica, de carácter cerámico: cementita, Fe3C.
- Una fase L constituida por una solución homogénea líquida de carácter metálico.

Para los tratamientos térmicos de los aceros (que se realizan al estado sólido), bajo condiciones de equilibrio, es muy importante considerar la siguiente transformación al estado sólido:

γ ↔ α + Fe3 C

Estaes una transformación eutectoide. Las coordenadas del punto de transformación eutectoide son: 0,77 %p. C y 727 °C. (También hay tratamientos térmicos de los aceros fuera del equilibrio, como lo es un enfriamiento rápido (temple) desde la fase austerita (γ). En tal caso, no es aplicable tan directamente la lectura del diagrama de equilibrio.

En lo sucesivo, en cuanto a las transformaciones alequilibrio, nos referiremos solamente a la transformación eutectoide, lo que significa que nos limitaremos a procesos de tratamientos térmicos (al estado sólido). Dependiendo de su composición, los aceros se clasifican en: eutectoides (W0= 0,73%p.C), hipoeutectoides (0,02-0,73 %p.C) e hipereutectoides (0,73-2,0%p.C). Se adjunta en otro archivo las microestructuras de equilibrio que se obtienen alenfriar distintos aceros desde austenita hasta la temperatura ambiente. Consideremos a continuación el caso de un acero de composición eutectoide. A alta temperatura, en la región γ, sólo habrá granos de esa fase con Wγ = W0= WE = 0,73%p.C. En la práctica industrial tendremos usualmente un policristal (varios granos y sus respectivos bordes de grano). Al llegar a TE = 723ºC, y extraer calor, la...
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