Aleaciones Hierro Carbono
Páginas: 13 (3126 palabras)
Publicado: 19 de noviembre de 2015
Aleaciones para Ingenieria
Diagrama Hierro Carbono
Ing. Diego Guillen. MSc
Fabricación de acero y procesamiento de formas
importantes de productos de ese material- Altos Hornos
En el alto horno, el coque (carbono) actúa como agente
reductor para reducir óxidos de hierro (principalmente
Fe2O3) para producir arrabio en bruto, el cual contiene
casi 4 por ciento de carbono además de otrasimpurezas,
de acuerdo con la siguiente reacción típica
El Sistema Hierro - Carbono
El acero se define como una aleación de hierro-carbono
que contiene entre 0.02y 2.11% de carbono.
Las aleaciones de hierro y carbono que contienen desde
una cantidad muy pequeña de carbono (casi 0.03 por
ciento) hasta 1.2% ciento de carbono, de 0.25 a 1% de
manganeso y cantidades menores de otros elementos
reciben elnombre de aceros al carbono.
Por arriba de 2.1% de C y hasta 4 o 5%, la aleación se
define como hierro fundido.
Diagrama de fases hierro-hierro-carburo
El diagrama Fe-Fe3C
contiene las siguientes
fases sólidas:
• ferrita α
• austenita (γ)
• cementita (Fe3C)
• ferrita δ.
Diagrama de fases hierro-hierro-carburo
Ferrita (α). Esta fase es una solución sólida intersticial de
carbono en unaestructura cristalina BCC.
El carbono es ligeramente soluble en ferrita y alcanza una
solubilidad de sólidos máxima de 0.02 por ciento a 723°C.
La solubilidad del carbono en ferrita disminuye a 0.005 por
ciento a 0°C.
Diagrama de fases hierro-hierro-carburo
Austenita (γ). La solución sólida intersticial del carbono en
hierro se conoce con el nombre de austenita.
La austenita tiene una estructuracristalina FCC y una
solubilidad sólida mucho más alta para el carbono que la
ferrita .
La solubilidad sólida del carbono en la austenita alcanza
un máximo de 2.08 por ciento a 1148°C y disminuye a 0.8
por ciento a 723°C
Diagrama de fases hierro-hierro-carburo
Cementita (Fe3C). El compuesto intermetálico Fe3C se
llama cementita. La cementita tiene límites de solubilidad
insignificantes y unacomposición de 6.67% C y 93.3% Fe.
La cementita es un compuesto duro y frágil.
Diagrama de fases hierro-hierro-carburo
Ferrita δ, Tiene una estructura cristalina cúbica centrada en
el cuerpo (BCC) igual que la ferrita , pero con una
constante de red más alta. La solubilidad sólida máxima
del carbono en la ferrita es de 0.09 por ciento a 1 465°C.
Reacciones invariantes en el diagrama de fasesFe-Fe3C
Reacción peritéctica: En el punto de reacción peritéctica,
el líquido con 0.53% C se combina con ferrita δ de 0.09%
C para formar austenita γ de 0.17% C. Esta reacción, que
ocurre a 1 495°C, puede escribirse así:
L(0.53%C) + δ (0.09%C)
1495 oC
γ (0.17% C)
La ferrita δ es una fase de alta temperatura
por lo cual no se encuentra en aceros al carbono
a bajas temperaturas.
Reaccionesinvariantes en el diagrama de fases Fe-Fe3C
Reacción Eutectica: En el punto de reacción eutéctica, el
líquido de 4.3%C forma austenita de 2.08% C y el
compuesto intermetálico Fe3C (cementita), que contiene
6.67% C. Esta reacción, que ocurre a 1148°C, puede
escribirse así:
L(4.3%C)
1148 oC
γ (2.08%C) + Fe3C(6.67% C)
Esta reacción no se produce en aceros al carbón
simples por que su contenido de C esdemasiado
bajo.
Reacciones invariantes en el diagrama de fases Fe-Fe3C
Reacción Eutectoide: En el punto de reacción eutectoide,
la austenita sólida de 0.8% C produce ferrita a con 0.02%
C y Fe3C (cementita) que contiene 6.67% C. Esta
reacción, que ocurre a 723°C, puede escribirse así:
γ (0.8%C)
723 oC
α(0.02% C) + Fe3C(6.67% C)
Un acero al carbono que contiene exactamente
0.8% C se conocecomo acero eutectoide.
(acero hipoeutectoide, contenido de carbono <
0,8% C y al acero hipereutectoide, contenido de
carbono > 0,8% C.
Enfriamiento lento de aceros al carbono simples
Si una muestra de 0.8 por ciento de acero (eutectoide) al
carbono simple se calienta a unos 750°C y se mantiene así
el tiempo suficiente, su estructura se convertirá en
austenita homogénea. Este proceso se conoce...
Diagrama Hierro Carbono
Ing. Diego Guillen. MSc
Fabricación de acero y procesamiento de formas
importantes de productos de ese material- Altos Hornos
En el alto horno, el coque (carbono) actúa como agente
reductor para reducir óxidos de hierro (principalmente
Fe2O3) para producir arrabio en bruto, el cual contiene
casi 4 por ciento de carbono además de otrasimpurezas,
de acuerdo con la siguiente reacción típica
El Sistema Hierro - Carbono
El acero se define como una aleación de hierro-carbono
que contiene entre 0.02y 2.11% de carbono.
Las aleaciones de hierro y carbono que contienen desde
una cantidad muy pequeña de carbono (casi 0.03 por
ciento) hasta 1.2% ciento de carbono, de 0.25 a 1% de
manganeso y cantidades menores de otros elementos
reciben elnombre de aceros al carbono.
Por arriba de 2.1% de C y hasta 4 o 5%, la aleación se
define como hierro fundido.
Diagrama de fases hierro-hierro-carburo
El diagrama Fe-Fe3C
contiene las siguientes
fases sólidas:
• ferrita α
• austenita (γ)
• cementita (Fe3C)
• ferrita δ.
Diagrama de fases hierro-hierro-carburo
Ferrita (α). Esta fase es una solución sólida intersticial de
carbono en unaestructura cristalina BCC.
El carbono es ligeramente soluble en ferrita y alcanza una
solubilidad de sólidos máxima de 0.02 por ciento a 723°C.
La solubilidad del carbono en ferrita disminuye a 0.005 por
ciento a 0°C.
Diagrama de fases hierro-hierro-carburo
Austenita (γ). La solución sólida intersticial del carbono en
hierro se conoce con el nombre de austenita.
La austenita tiene una estructuracristalina FCC y una
solubilidad sólida mucho más alta para el carbono que la
ferrita .
La solubilidad sólida del carbono en la austenita alcanza
un máximo de 2.08 por ciento a 1148°C y disminuye a 0.8
por ciento a 723°C
Diagrama de fases hierro-hierro-carburo
Cementita (Fe3C). El compuesto intermetálico Fe3C se
llama cementita. La cementita tiene límites de solubilidad
insignificantes y unacomposición de 6.67% C y 93.3% Fe.
La cementita es un compuesto duro y frágil.
Diagrama de fases hierro-hierro-carburo
Ferrita δ, Tiene una estructura cristalina cúbica centrada en
el cuerpo (BCC) igual que la ferrita , pero con una
constante de red más alta. La solubilidad sólida máxima
del carbono en la ferrita es de 0.09 por ciento a 1 465°C.
Reacciones invariantes en el diagrama de fasesFe-Fe3C
Reacción peritéctica: En el punto de reacción peritéctica,
el líquido con 0.53% C se combina con ferrita δ de 0.09%
C para formar austenita γ de 0.17% C. Esta reacción, que
ocurre a 1 495°C, puede escribirse así:
L(0.53%C) + δ (0.09%C)
1495 oC
γ (0.17% C)
La ferrita δ es una fase de alta temperatura
por lo cual no se encuentra en aceros al carbono
a bajas temperaturas.
Reaccionesinvariantes en el diagrama de fases Fe-Fe3C
Reacción Eutectica: En el punto de reacción eutéctica, el
líquido de 4.3%C forma austenita de 2.08% C y el
compuesto intermetálico Fe3C (cementita), que contiene
6.67% C. Esta reacción, que ocurre a 1148°C, puede
escribirse así:
L(4.3%C)
1148 oC
γ (2.08%C) + Fe3C(6.67% C)
Esta reacción no se produce en aceros al carbón
simples por que su contenido de C esdemasiado
bajo.
Reacciones invariantes en el diagrama de fases Fe-Fe3C
Reacción Eutectoide: En el punto de reacción eutectoide,
la austenita sólida de 0.8% C produce ferrita a con 0.02%
C y Fe3C (cementita) que contiene 6.67% C. Esta
reacción, que ocurre a 723°C, puede escribirse así:
γ (0.8%C)
723 oC
α(0.02% C) + Fe3C(6.67% C)
Un acero al carbono que contiene exactamente
0.8% C se conocecomo acero eutectoide.
(acero hipoeutectoide, contenido de carbono <
0,8% C y al acero hipereutectoide, contenido de
carbono > 0,8% C.
Enfriamiento lento de aceros al carbono simples
Si una muestra de 0.8 por ciento de acero (eutectoide) al
carbono simple se calienta a unos 750°C y se mantiene así
el tiempo suficiente, su estructura se convertirá en
austenita homogénea. Este proceso se conoce...
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