Diagrama de equilibrio Fe-Fe3C Hierro y sus aleaciones Fundiciones



1. Objetivos
Reconstruir el diagrama de fases del hierro/carbono e indicar todas las fases, reacciones y micro estructuras.
Describir qué son la perlita, martensita, cómo se producen y qué diferencias muestran en sus propiedades mecánicas.
Indicar las diferencias entre las microestructuras de aceros hipoeutectoides e hipereutectoides.
Clasificar los aceros y los hierros fundibles.
2.Referencias Bibliográficas
Ciencia e ingeniería de los materiales; Askeland- Phule; 4ed
Manual de prácticas de laboratorio
3. Equipos utilizados
CES Edupack Granta 2012
4. Materiales Utilizados
No Aplica.

5. Desarrollo
1. Observa las microestructuras de aceros y hierros fundidos. Identifícalos, indica las fases que aparecen en las metalografías y anota los resultados.




2.Diferencias entre las microestructuras de aceros eutectoide, hipoeutectoide e hipereutectoide.

Son considerados aceros cuando hay una presencia menor o igual al 2.11% de carbono.
Hipoeutectoide: si el contenido de carbono está entre el 0.008% y 0.8%. Existe una presencia de perlita y ferrita.
Eutectoide: si el contenido de carbono es 0.8%. Se le conoce también como perlita. Se considera que aquí losaceros tienen la resistencia máxima a tracción.
Hipereutectoide: si el contenido de carbono está entre 0.8% y 2%. Contiene perlita y cementita, el contenido de cementita libre no puede ser muy grande.

Los aceros eutectoides contienen exclusivamente, a temperatura ambiente, celdas eutectoides a las que se designa con el nombre de perlita. Estos tienen la resistencia a tracción máxima, pues lapresencia de cementita libre aumenta la fragilidad.
Los aceros hipoeutectoides contienen también perlita pero junto con ella aparecen granos de ferrita libre, en cantidad tanto mayor cuanto menor sea la cantidad de carbono del acero. Con contenidos de carbono muy pequeños, la estructura resultara exclusivamente ferrita α, pero en ese caso el material es considerado hierro puro.
Los aceroshipereutectoides contienen cementita libre además de perlita. A diferencia de lo que sucede con la ferrita libre en los aceros hipereutectoides, el contenido de cementita libre no puede ser muy grande.


3. Complete el diagrama (puntos críticos, reacciones trifásicas, los espacios con las fases correspondientes). Dibuja las curvas de enfriamiento de la transformación eutéctica e hipoeutectoide.Reacciones Trifásicas:


Curvas de enfriamiento de la transformación eutéctica e hipoeutectoide.



4. Defina: perlita, ferrita, austenita, cementita, alotropía.


Perlita: es la microestructura formada por capas o láminas alternas de las dos fases (α y cementita) durante el enfriamiento lento de un acero a temperatura eutectoide. Se le da este nombre porque tiene la apariencia de unaperla al observarse microscópicamente a pocos aumentos.



Ferrita: también es conocida como hierro alfa. Esta cristaliza en el sistema cúbico y se emplea en la fabricación de: imanes permanentes aleados con cobalto y bario; en núcleos de inductancias y transformadores con níquel, cinc o manganeso, etc.



Austenita: es una forma de ordenamiento distinta de los átomos de hierro ycarbono. Ésta es la forma estable del hierro puro a temperaturas que oscilan entre los 900 a 1400 ºC. Está formado por una disolución solida del carbono de hierro, lo que supone un porcentaje máximo de C del 2%. Es dúctil, blanda y tenaz.



Cementita: La cementita o carburo de hierro se produce por efecto del exceso de carbono sobre el límite de solubilidad. Si bien la composición química de lacementita es Fe3C, la estructura cristalina es del tipo ortorrómbica con 12 átomos de hierro y 4 átomos de carbono por celda.



Alotropía: Para que a un elemento se le pueda denominar como alótropo, sus diferentes estructuras moleculares deben presentarse en el mismo estado físico. Las propiedades alotrópicas se presentan en elementos que tienen una misma composición, pero aspectos diferentes;...