el hierro y sus aleaciones

INGENIERÍA CIVIL


QUÍMICA

El Hierro y sus aleaciones

Clasificación del hierro
El hierro puro apenas tiene aplicaciones industriales, pero formando aleaciones con el
carbono (además de otros elementos), es el metal más utilizado en la industria moderna.
A la temperatura ambiente, salvo una pequeña parte disuelta en la ferrita, todo el
carbono que contienen las aleaciones Fe-C estáen forma de carburo de hierro (CFe3). Por
eso, las aleaciones Fe-C se denominan también aleaciones hierro-carburo de hierro.

FERRITA
Aunque la ferrita es en realidad una solución sólida de carbono en hierro alfa, su
solubilidad a la temperatura ambiente es tan pequeña que no llega a disolver ni un
0.008% de C. Es por esto que prácticamente se considera la ferrita como hierro alfa puro.
Laferrita es el más blando y dúctil constituyente de los aceros.

CEMENTITA
Es carburo de hierro y por tanto su composición es de 6.67% de C y 93.33% de Fe en peso.
Es el constituyente más duro y frágil de los aceros, alcanzando una dureza de 960 Vickers.
Es magnética hasta los 210ºC, temperatura a partir de la cual pierde sus propiedades
magnéticas

PERLITA
Es un constituyente compuesto porel 86.5% de ferrita y el 13.5% de cementita, es decir,
hay 6.4 partes de ferrita y 1 de cementita. La perlita tiene una dureza de
aproximadamente 200 Vickers, con una resistencia a la rotura de 80 Kg/mm2 y un
alargamiento del 15%. Cada grano de perlita está formado por láminas o placas alternadas
de cementita y ferrita.

AUSTENITA
Este es el constituyente más denso de los aceros, y estáformado por la solución sólida,
por inserción, de carbono en hierro gamma. La proporción de C disuelto varía desde el 0 al
1.76%, correspondiendo este último porcentaje de máxima solubilidad a la temperatura
de 1130 ºC. La austenita en los aceros al carbono, es decir, si ningún otro elemento

aleado, empieza a formarse a la temperatura de 723ºC. También puede obtenerse una
estructuraaustenítica en los aceros a temperatura ambiente, enfriando muy rápidamente
una probeta de acero de alto contenido de C a partir de una temperatura por encima de la
crítica, pero este tipo de austenita no es estable, y con el tiempo se transforma en ferrita y
perlita o bien cementita y perlita.

MARTENSITA
Bajo velocidades de enfriamiento bajas o moderadas, los átomos de C pueden difundirse
haciaafuera de la estructura austenítica. De este modo, los átomos de Fe se mueven
ligeramente para convertir su estructura en una tipo BCC.

BAINITA
Se forma la bainita en la transformación isoterma de la austenita, en un rango de
temperaturas de 250 a 550ºC. El proceso consiste en enfriar rápidamente la austenita
hasta una temperatura constante, manteniéndose dicha temperatura hasta latransformación total de la austenita en bainita.

LEDEBURITA
La ledeburita no es un constituyente de los aceros, sino de las fundiciones. Se encuentra
en las aleaciones Fe-C cuando el porcentaje de carbono en hierro aleado es superior al
25%, es decir, un contenido total de 1.76% de carbono.

ACERO
El término acero sirve para denominar a una aleación de hierro con una cantidad
de carbono variableentre el 0,03 % y el 1,075 % en peso de su composición, dependiendo
del grado. Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,0 % se
producen fundiciones que, en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es
posible forjarlas sino que deben ser moldeadas.
El acero conserva las características metálicas del hierro en estado puro, pero la adición
de carbono y de otroselementos tanto metálicos como no metálicos mejora
sus propiedades físico-químicas.

COMPOSICIÓN DEL ACERO
Usualmente estas aleaciones de hierro se engloban bajo la denominación genérica
de aceros especiales, razón por la que aquí se ha adoptado la definición de los comunes o
"al carbono" que además de ser los primeros fabricados y los más empleados, sirvieron de
base para los demás. Esta gran...