1

SEPARATA N° 10 ALEACIONES FERROSAS DE APOYO CURSO DE METALURGIA FÍSICA II FECHA
INDICE DE CONTENIDOS
CONSTITUYENTES ALOTRÓPICOS DEL HIERRO PURO. DIAGRAMA DE EQUILIBRIO Fe-C. CONSTITUYENTES MICROSCÓPICOS DE LOS ACEROS. ANÁLISIS DEL ENFRIAMIENTO Y SOLIDIFICACIÓN DE LOS ACEROS EN EQUILIBRIO. ELEMENTOS DE ALEACIÓN DE LOS ACEROS. ANÁLISIS DEL ENFRIAMIENTO DE LOS ACEROS FUERA DEL EQUILIBRIO.CLASIFICACIÓN DE LOS PRODUCTOS FERREOS: Hierro, Acero, Fundición. CLASIFICACION DE LOS ACEROS POR SU UTILIZACIÓN: CONSTRUCCIÓN, HERRAMIENTAS E INOXIDABLES Y REFRACTARIOS. DIAGRAMA DE EQUILIBRIO Fe-C ESTABLE Y METAESTABLE. CLASIFICACION DE LAS FUNDICIONES: ORDINARIAS: Blancas, Grises, Atruchadas. ALEADAS, ESPECIALES Y MALEABLES.
DESARROLLO
1.- CONSTITUYENTES ALOTRÓPICOS DEL HIERRO PURO (FASES YCONSTITUYENTES)
Fases del hierro puro:
Fe ⇒ Fe  ⇒ Fe  ⇒ Líquido
912 ºC 1394 ºC 1538 ºC

El carbono forma una solución sólida intersticial con el Fe: FERRITA FeBlanda y dúctil
AUSTENITA FeFerrita Fe- máxima solubilidad 0.09% C a 1495ºC. Formalmente equivalente a Fepero estable a alta temperatura. Sin interés tecnológico. CEMENTITA Fe3C (ortorrómbica).- Muy dura y frágil. Resaltar quesi bien a T ambiente permanece estable indefinidamente, a alta T (>700ºC) se descompone en Fe y C (grafito) al cabo de varios años.

CLASIFICACIÓN DE LAS ALEACIONES Fe-C
HIERRO: concentración carbono < 0.008 % en peso
ACERO: concentración carbono entre 0.008 y 2.11 % en peso (en la práctica, < 1%)
FUNDICIÓN: concentración C entre 2.11 y 6.7 % en peso (en la práctica, < 4.5%)
Clasificación de losaceros:
Aceros hipoeutectoides: concentración carbono entre 0.022 y 0.77 % en peso
Aceros hipereutectoides: concentración carbono entre 0.77 y 2.11 % en peso


Hierro (BCC)
a = 290 pm
N = 2
FEA = 68%
Sol máx (727ºC) = 0.02181%C
Solución sólida intersticial de C (1/2, 0, 1/4)




Hierro (FCC)
a = 360 pm
N = 4
FEA = 74%
Sol máx (1148ºC) = 2.11%C
Solución sólida intersticial de C (1/2, 0, 0)2.- DIAGRAMA DE EQUILIBRIO Fe-C.


3.- CONSTITUYENTES MICROSCÓPICOS DE LOS ACEROS



FERRITA
AUSTENITA
CEMENTITA
Nota: Estructura atómica de la cementita según Hendricks. Los átomos negros son C y los blanco Fe
Los constituyentes metálicos que pueden presentarse en los aceros al carbono son: ferrita, cementita, perlita, sorbita, troostita, martensita, bainita, y rara vez austenita, aunque nuncacomo único constituyente.
También pueden estar presentes constituyentes no metálicos como óxidos, silicatos, sulfuros y aluminatos.
El análisis de las microestructuras de los aceros al carbono recocidos y fundiciones blancas deben realizarse en base al diagrama metaestable Hierro-carburo de hierro o Cementita.
CEMENTITA Es el carburo de hierro de fórmula Fe3 C, contiene 6.67 % C y 93.33 % de hierro,es el microconstituyente más duro y frágil de los aceros al carbono, alcanzando una dureza Brinell de 700 (68Rc) y cristaliza en la red ortorrómbica
Microestructura del acero 1%C, red blanca de Cementita

En probetas atacadas con ácidos se observa un blanco brillante y aparece como cementita primaria o proeutéctica en los aceros con más de 0.9%C. Forma una red que envuelve los granos de perlita,formando parte de la perlita como láminas paralelas separadas por otras láminas de ferrita, se presenta en forma de glóbulos o granos dispersos en una matriz de ferrita, cuando los aceros de alto carbono se han sometido a un recocido de globulización, en los aceros hipoeutectoides que no han sido bien templados.


AUSTENITA. Constituyente más denso de los aceros y está formado por una soluciónsólida por inserción de carbono en hierro gamma. La cantidad de carbono disuelto, varía de 0.8 al 2 %C que es la máxima Solubilidad a la temperatura de 1130 °C. Austenita no es estable a la temperatura ambiente pero existen algunos aceros al cromo níquel denominados austeníticos cuya estructura es austenita a temperatura ambiente.
La austenita está formada por cristales cúbicos centrados en las...