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EJERCICIOS RESUELTOS SISTEMA HIERRO-CARBONO

30. Una pieza de acero de 50 Kg contiene 800 g de carbono. Se pide:
a) ¿De que tipo de aleación se trata?.
b) ¿Cuáles son sus constituyentes y su estructura a temperatura ambiente?
c) ¿Cuál es su densidad a temperatura ambiente, sabiendo que la densidad del hierro “α” es de 7,87 g/cm3 y la de la cementita “Fe3C” de 7,54 g/cm3?.
a)Calculamos en primer lugar el porcentaje de carbono que posee:
[pic] Por tanto se trata de un acero hipoeutectoide.
b) A partir del diagrama calculamos los constituyentes y su composición o estructura:
[pic]
[pic]
c) Finalmente la densidad (ρ) será:
[pic]


31. Un acero hipoeutectoide (0,4%C) se enfría lentamente desde 970 ºC hasta la temperatura ambiente. Calcula a partirdel diagrama Hierro-Carbono simplificado:
a) Las fracciones de Austenita (γ) y Ferrita (α) proeutectoide que contendrá dicho acero cuando se halle a una temperatura justo por encima de la eutectoiude (723+ΔT).
b) Las fracciones de Ferrita (α) y Cementita (Fe3C) que contendrá el acero cuando se halle a una temperatura justo por debajo de la eutectoiude (723-ΔT).
c) Las cantidad de ferritaeutectoide (secundaria) que contendrá la perlita a una temperatura justo por debajo de la eutectoiude (723-ΔT).


a)
[pic]
[pic]






b)
[pic]












c) Teniendo en cuenta que la “austenita” se transforma en “perlita” y que la cantidad total de ferrita es del 94%, la cantidad de ferrita eutectoide que contiene la perlita la obtenemos restando el94% total menos el 56% de ferrita proeutectoide (primaria):38%.
[pic]






32. Un acero hipereutectoide (1,2%C) se enfría lentamente desde 970 ºC hasta la temperatura ambiente. Calcula:
a) Las fracciones de Austenita (() y Cementita (Fe3C) proeutectoide que contendrá dicho acero cuando se halle a una temperatura justo por encima de la eutectoiude(723+ΔT).
b) Las fracciones deFerrita (α) y Cementita (Fe3C) que contendrá el acero cuando se halle a una temperatura justo por debajo de la eutectoiude (723-ΔT).
c) La cantidad de cementita eutectoide que contendrá la perlita a una temperatura justo por debajo de la eutectoiude (723-ΔT).



a)
[pic]


NOTA: la austenita (γ) posteriormente se transforma en Perlita (ferrita+cementita).





b)
[pic]
c)Teniendo en cuenta que la cantidad total de cementita es del 17,75% y que la cantiadad de cementita proeutectoide es del 5,36%, la cantidad de cementita eutectoide que contiene la perlita será será por tanto del 12,39%; es decir:

Fe3C(eutectoide)= Fe3C(total)- Fe3C(proeutectoide)=17,75-5,36=12,39%
[pic]



33. Una fundición de composición eutéctica (4 %C) se enfría lentamente desde 1200 ºChasta la temperatura ambiente. Calcula:
a) Las fracciones de Austenita (() y Cementita (Fe3C) que contendrá la aleación cuando se halle a una temperatura justo por debajo de la eutéctica (1130-ΔT).
b) Las cantidades relativas de Austenita (() y las distintas clases de Cementita (Fe3C) que contendrá la fundición a una temperatura justo por encima de la eutectoiude (723+ΔT).
c) Las cantidadesrelativas de todos los microconstituyentes cuando la fundición se halle a una temperatura justo por debajo de la eutectoiude (723-ΔT).




a) A la temperatura por debajo de la eutéctica la fundición se encuentra en un campo bifásico Austenita y Cementita de composición:
[pic]


[pic]
Ambas no aparecen de forma aislada sino formando un compuesto eutéctico denominado ledeburitab) A una temperatura justo por encima de la eutectoide la aleación permanece en el mismo campo bifásico de composición:
[pic]
[pic]
Se observa que la cementita aparece de dos formas: como cementita eutéctica (41,5%) y como cementita proeutectoide (12,3%), que será la diferencia entre la cementita total (53,8%) y la eutéctica (41,5%)

c) A una temperatura por debajo de...
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