Sistema hierro-carbono

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UNIDAD III. EL ACERO – SISTEMA HIERRO-CARBONO


Introducción


Los aceros son aleaciones hierro-carbono y constituyen la familia industrialmente más importante de todas las aleaciones metálicas. La mayoría de las aleaciones de hierro derivan del diagrama Fe-C que puede ser modificado por distintos elementos de aleación.
El hierro y el acero son elementos utilizados parafabricar herramientas necesarias para diversos trabajos, en esta oportunidad se desarrollara el tema tomando en cuenta desde su fabricación hasta aprovechamiento de producción de este material.
Es importante destacar el Acero como un elemento básico- natural no existe es producto de una aleación del hierro y el Carbono en diversidad de porcentajes (%) para determinar su utilidad.


AcerosEs la aleación de hierro y carbono, en la que el carbono se encuentra presente en un porcentaje inferior al 2% al cual se le adicionan variados elementos de aleación, los cuales le confieren propiedades mecánicas especificas para sus diferentes usos en la industria.


El acero también contiene otros minerales en menor proporción, como fósforo (P), azufre (S) y nitrógeno (N). Losaceros aleados contienen además otros elementos como manganeso (Mn), silicio (Si), cromo (Cr), niquel (Ni) y molibdeno (Mo).
El contenido de carbono tiene un efecto fundamental en las propiedades del acero. A medida que crece el contenido de carbono, aumenta la dureza y la resistencia del acero, pero también aumenta su fragilidad y disminuye la ductilidad. A menor contenido de carbono, el aceropresenta mejor soldabilidad. El acero es un material dúctil, maleable, forjable y soldable.
Los productos ferrosos con más de 2% de carbono denominan fundiciones de hierro.


Elementos de Aleación


Carbono: Es el elemento que tiene más influencia en el comportamiento del acero; al aumentar el porcentaje de carbono, mejora la resistencia mecánica, la Templabilidad y disminuyela ductilidad.
Boro: El Boro que se encuentra en el acero proviene exclusivamente de las adiciones voluntarias de este elemento en el curso de su fabricación. Ejerce una gran influencia sobre la templabilidad del acero, bastando porcentajes muy pequeños, a partir de 0.0004%, para aumentarla notablemente.
Azufre: Aumenta la Maquinabilidad, ya que forma inclusiones no metálicas llamadassulfuros de magnesio, discontinuidades en la matriz metálica que favorecen la formación de viruta corta.
Cromo: Es un gran formador de carburos, aumenta la dureza y la resistencia al desgaste, y solo reduce la ductilidad. Mejora la resistencia a la alta temperatura y a la formación de cascarilla. En cantidades mayores al 12%, hace al acero resistente a la corrosión.


Fósforo: Incrementala resistencia y reduce la ductilidad de la ferrita. Aumenta la brillantez. Este elemento, en cantidades superiores al 0.004%, disminuye todas las propiedades mecánicas del acero. Molibdeno: Formador de carburos, reduce el crecimiento del grano, mejora la resistencia al desgaste y la capacidad de conservar la dureza a temperaturas altas.
Cobalto: Elemento que desplaza las curvas TTT hacia laizquierda, aumentando la velocidad crítica y disminuyendo la templabilidad. Aumenta la dureza, y asociado al níquel o al cromo, forman aceros de débil coeficiente de dilatación, cercano al vidrio. Aumenta la velocidad crítica de enfriamiento y en los aceros para trabajo en caliente y rápidos incrementa la disipación de temperatura.
Manganeso: Mejora la resistencia a la tracción y al desgaste,tiene buena influencia en la forja, la soldadura y la profundidad de temple. Facilita el mecanizado.


Proceso de obtención del acero


El acero se puede obtener a partir de dos materias primas fundamentales:
• El arrabio, obtenido a partir de mineral en instalaciones dotadas de alto horno (proceso integral);
• Las chatarras tanto férricas como inoxidables.


El...
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