Presentaci N Aleaciones Hierro Carbono

CIENCIA DE LOS MATERIALES
Unidad III:
ESTUDIO DE ALEACIONES

Docente: Rodrigo Olivares Reyes

Introducción - Diagrama Hierro-Carbono
El carbono es el elemento de aleación capaz de hacer variar más
profundamente las propiedades del hierro, aun encontrándose en
la aleación en una proporción muy pequeña.
Resulta así que, convertido el carbono en el elemento de aleación
más importante, el diagramade equilibrio hierro-carbono
adquiere una extraordinaria importancia en el estudio y utilización
de las distintas aleaciones tecnológicas del hierro.
El diagrama de fases hierro-carbono es el “mapa” que indica cómo,
cuándo y en qué condiciones debe realizarse un tratamiento
térmico y los resultados que deben esperarse del mismo.

Introducción - Diagrama Hierro-Carbono
A partir del diagrama puedepredecirse, por ejemplo, el tipo de
constituyente mayoritario que tendrá la aleación en función de la
temperatura y del contenido (%) de carbono; conocidos los
constituyentes pueden predecirse entonces las propiedades que
tendrá dicha aleación.

¿Por qué no es un verdadero diagrama de equilibrio?
El diagrama de fases Fe-Fe3C se muestra las fases presentes en las
aleaciones de hierro-carbonoenfriadas muy lentamente, a varias
temperaturas y composiciones de hierro con porcentajes de
carbono de hasta el 6,67%. Este diagrama de fases no es un
diagrama de equilibrio verdadero ya que el compuesto carburo de
hierro (Fe3C) no es una verdadera fase de equilibrio.
En ciertas condiciones, el Fe3C - llamado cementita – puede
descomponerse en las fases estables de hierro α y carbono
(grafito). Sinembargo, en la mayor parte de las condiciones, el
Fe3C es muy estable y, por tanto, puede considerarse en la práctica
como una fase de equilibrio.

Introducción - Diagrama del Hierro
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El Hierro es un metal alotrópico, que forma con el carbono
diversas aleaciones como el acero y las fundiciones.

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Durante el estudio de las estructura cristalina, se destacó que
diversos metales pueden existir enmás de un tipo de
estructura cristalina, dependiendo de la temperatura. El
hierro, el estaño, el manganeso y el cobalto son ejemplos de
metales que tienen esta propiedad, conocida como alotropía.

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En el hierro, estas transformaciones se presentan a 1420 °C y a
910° C, en la figura siguiente se muestra la posible curva de
enfriamiento del hierro puro, considerando dichas
transformaciones.Introducción – Fases del Fe - C
Ferrita-α: Es una solución sólida
intersticial de carbono en la red
cristalina del hierro BCC (cúbica
centrada en el cuerpo). Puede disolver
en forma de solución sólida un máximo
de 0,02% en peso de carbono a 723°C.
A medida que la temperatura
disminuye, la solubilidad del carbono
también disminuye, siendo de 0,005%
a 0°C. Tiene aproximadamente una
resistencia máxima ala rotura de 280
MPa, un alargamiento del 35% y una
dureza de 90 Brinell.

Introducción – Fases del Fe - C
Ferrita-α: Es la forma más blanda de
todos los constituyentes del acero,
muy dúctil y maleable, además de
magnética.
Austenita (γ): Es una solución sólida
intersticial de carbono en hierro γ. El
hierro γ tiene una estructura cristalina
FCC (cúbica centrada en las caras) y
mayor solubilidaden estado sólido
para el carbono que la ferrita α.

Introducción – Fases del Fe - C
Austenita (γ): La máxima solubilidad
en estado sólido del carbono en la
austenita es del 2,08% a 1.148 °C y
disminuye a un 0,8% a 723°C.
La austenita posee una resistencia que
oscila entre 850 y 1000 MPa, un
alargamiento de 30-60% y una dureza
de 300 unidades Brinell. Es blanda,
muy dúctil y tenaz. Es nomagnética.
Tiene gran resistencia al desgaste,
siendo el constituyente más denso de
los aceros.

Introducción – Fases del Fe - C
Cementita (Fe3C):
Es un compuesto intersticial duro y
quebradizo.
Tienen límites despreciables de
solubilidad y una composición del
6,67% en carbono y 93,3% en
hierro.
Es débilmente ferromagnética a
baja temperatura, perdiendo sus
propiedades magnéticas a 230°C.

Introducción...