Diagrama hierro-carbon

1. EL DIAGRAMA HIERRO – CARBONO: hi

Para que una solución de hierro - carbono reciba el nombre de aleación, la concentración de carbono no puede ser mayor del 6,67 %, ya que, si fuese mayor, perdería las cualidades metálicas y recibiría el nombre de compuesto químico.

En el diagrama hierro - carbono que se presenta a continuación, se pueden apreciar los siguientesconstituyentes fundamentales generales:

• Hierro: tiene un contenido en carbono entre el 0,008 % y el 0,0218 %. El hierro puro es difícil de obtener puesto que la concentración de carbono a temperatura ambiente ha de ser menor al 0,008 %. Por otra parte sus aplicaciones están limitadas casi exclusivamente a núcleos de inductancias.

• Aceros: para que una aleación de hierro carbono se considereacero, la concentración de carbono ha de estar comprendida entre el 0,0218 % y el 2.11 % a temperatura ambiente. El campo de aplicación de los aceros es muy amplio, abarcando todos los campos de la industria. Entre sus características fundamentales están: su alta dureza, buena resistencia mecánica, maleabilidad, ductilidad, etc.

• Fundiciones: reciben este nombre las aleaciones de hierro- carbono que tienen una concentración de carbono comprendida entre el 2.11 % y el 6,67 %. La característica fundamental de la fundición es su extraordinaria dureza, que la hace ideal para herramientas de corte.

1.1. CONSTITUYENTES PARTICULARES:

• Ferrita: solución sólida de carbono en hierro alfa (α). Su solubilidad a temperatura ambiente es tan pequeña que no llega a disolver el0,008 de carbono. Cristaliza como hierro alfa en red cúbica centrada en el cuerpo. Es el más blando y dúctil constituyente de los aceros. Posee propiedades magnéticas.

• Austenita: está formado por una solución sólida por inserción de carbono en hierro gamma (γ), con estructura cúbica centrada en las caras.. la proporción de carbono disuelto varía desde 0 al 2.11%. es el constituyente másdenso de los aceros. Cristaliza en FCC y no es magnética.

• Cementita: Este constituyente es el carburo de hierro, con un 6,67 % de carbono, de fórmula Fe3C, que cristaliza en el sistema ortorrómbico. Es el constituyente más duro y frágil de los aceros. Tiene propiedades magnéticas hasta los 210ºC.

• Perlita: Es una mezcla que se da en el punto eutectoide (0,77 % de C y 723 ºC) yconsta de ferrita más cementita. Su estructura esta constituida por láminas alternativas de ferrita y cementita. Las propiedades mecánicas de la perlita son intermedias entre las de la ferrita y cementita y aunque es más dura y resistente que la ferrita, es más blanda y maleable que la cementita.

• Martensita: Es una solución sólida sobresaturada de carbono en Feα. Se obtiene porenfriamiento rápido de la austenita de los aceros, tras haber sido calentada para conseguir una constitución austenítica. Se presenta en forma de agujas y cristaliza en el sistema tetragonal. La proporción de carbono no es constante y varía hasta un contenido máximo de 0,89 %. Si aumentamos la proporción de carbono, también aumenta la resistencia mecánica, la dureza y la fragilidad del acero. Presentapropiedades magnéticas.

• Ledeburita: se encuentra en las aleaciones Fe-C cuando el contenido de carbono es superior a 2.11. es un eutéctico, una mezcla de dos componentes, que pasan del estado sólido al líquido sin descomponerse.

|Punto |Fase |T ª |Cantidad |Concentración|
|P |Ferrita + cementita |400 |[pic] |C ferrita=0.022%C |
| | | |[pic] |Ccementita= 6.67% C |
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