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Páginas: 16 (3864 palabras)
Publicado: 9 de mayo de 2013
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
CIENCIA DE MATERIALES
DIAGRAMA HIERRO CARBONO
El estado actual del diagrama de equilibrio de las aleaciones hierro-carbono fue establecido como resultado de las investigaciones hechas por varios científicos. La elaboración de este diagrama fue empezada por D. Chernov, quien estableció en 1968 los puntos críticos del acero.Más tarde volvió a estudiar reiteradamente este diagrama. N. Gutovski, M. Wittorft, Roberts Austen, Roozebom hicieron una gran aportación al estudio de este diagrama. Los últimos datos acerca del diagrama están expuestos en las obras de I. Kornilov.
Las aleaciones hierro-carbono pertenecen al tipo de aleaciones que forman una composición química.
El carbono se puede encontrar en las aleacioneshierro-carbono, tanto en estado ligado (Fe3C), como en estado libre (C, es decir, grafito), por eso, el diagrama comprende dos sistemas:
1. Fe-Fe3C (metalestable); este sistema está representado en el diagrama con líneas llenas gruesas y comprende aceros y fundiciones blancas, o sea, las aleaciones con el carbono ligado, sin carbono libre (grafito);
2. Fe-C (estable); en el diagrama serepresenta con líneas punteadas; este sistema expone el esquema de formación de las estructuras en las fundiciones grises y atruchadas donde el carbono se encuentra total o parcialmente en estado libre (grafito).
Para estudiar las transformaciones que tienen lugar en aceros y fundiciones blancas se emplea el diagrama Fe-Fe3C, y para estudiar fundiciones grises, ambos diagramas (Fe-Fe3C y Fe-C).
Latemperatura a que tienen lugar los cambios alotrópicos en el hierro está influida por elementos de aleación, de los cuales el más importante es el carbono. En la figura # 01 muestra la porción de interés del sistema de aleación hierro – carbono. Esta la parte entre hierro puro y un compuesto intersticial, carburo de hierro,, que contiene 6.67 % de carbono por peso; por tanto, esta porción sellamará diagrama de equilibrio hierro – carburo de hierro. Este no es un verdadero diagrama de equilibrio, pues el equilibrio implica que no hay cambio de fase con el tiempo; sin embargo, es un hecho que el compuesto carburo de hierro se descompondrá en hierro y carbono (grafito).
Las reacciones eutéticas y eutectoides difieren entre sí, en más de un aspecto importante. Las reacciones eutéticasimplican el paso de una fase líquida a dos fases sólidas mientras que las reacciones eutectoides se efectúa totalmente dentro del estado sólido. La siguiente es una expresión general de la reacción eutectoide:
calor
en donde yson fases sólidas y, a menudo, soluciones sólidas.
La reacción eutectoide más importante es la que se produce en los aceros. Es necesario contar con lacomprensión definida de las reacciones eutéticas y las eutectoides, para poder entender lo referente a los aceros al carbono y para estar capacitados para interpretar debidamente el diagrama del hierro carburo de hierro que es, probablemente, el más importante de todos los diagramas de equilibrio de los metales.
Figura # 01
La figura # 01 se ilustra con un diagrama simplificado delhierro carburo de hierro. Como indica el nombre de este diagrama, se considera que los componentes son hierro y carburo de hierro, sin embargo es más conveniente representar la composición en relación con el porcentaje de carbono, más que por el carburo de hierro (Fe3C). Si el diagrama hierro carburo de hierro se divide en dos partes, una superior a 1700 ºF (927 ºC) y la otra inferior a esta mismatemperatura, es evidente que la primera se relaciona con una reacción eutética, y la segunda, con una reacción eutectoide.
Las fases y sus constituyentes que se encuentra en el diagrama del hierro carburo de hierro, se indican en las áreas correspondientes de la Figura #01. Las fases que pueden encontrarse en condiciones de equilibrio son las líquidas, hierro , hierro y cementita (otra fase,...
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
CIENCIA DE MATERIALES
DIAGRAMA HIERRO CARBONO
El estado actual del diagrama de equilibrio de las aleaciones hierro-carbono fue establecido como resultado de las investigaciones hechas por varios científicos. La elaboración de este diagrama fue empezada por D. Chernov, quien estableció en 1968 los puntos críticos del acero.Más tarde volvió a estudiar reiteradamente este diagrama. N. Gutovski, M. Wittorft, Roberts Austen, Roozebom hicieron una gran aportación al estudio de este diagrama. Los últimos datos acerca del diagrama están expuestos en las obras de I. Kornilov.
Las aleaciones hierro-carbono pertenecen al tipo de aleaciones que forman una composición química.
El carbono se puede encontrar en las aleacioneshierro-carbono, tanto en estado ligado (Fe3C), como en estado libre (C, es decir, grafito), por eso, el diagrama comprende dos sistemas:
1. Fe-Fe3C (metalestable); este sistema está representado en el diagrama con líneas llenas gruesas y comprende aceros y fundiciones blancas, o sea, las aleaciones con el carbono ligado, sin carbono libre (grafito);
2. Fe-C (estable); en el diagrama serepresenta con líneas punteadas; este sistema expone el esquema de formación de las estructuras en las fundiciones grises y atruchadas donde el carbono se encuentra total o parcialmente en estado libre (grafito).
Para estudiar las transformaciones que tienen lugar en aceros y fundiciones blancas se emplea el diagrama Fe-Fe3C, y para estudiar fundiciones grises, ambos diagramas (Fe-Fe3C y Fe-C).
Latemperatura a que tienen lugar los cambios alotrópicos en el hierro está influida por elementos de aleación, de los cuales el más importante es el carbono. En la figura # 01 muestra la porción de interés del sistema de aleación hierro – carbono. Esta la parte entre hierro puro y un compuesto intersticial, carburo de hierro,, que contiene 6.67 % de carbono por peso; por tanto, esta porción sellamará diagrama de equilibrio hierro – carburo de hierro. Este no es un verdadero diagrama de equilibrio, pues el equilibrio implica que no hay cambio de fase con el tiempo; sin embargo, es un hecho que el compuesto carburo de hierro se descompondrá en hierro y carbono (grafito).
Las reacciones eutéticas y eutectoides difieren entre sí, en más de un aspecto importante. Las reacciones eutéticasimplican el paso de una fase líquida a dos fases sólidas mientras que las reacciones eutectoides se efectúa totalmente dentro del estado sólido. La siguiente es una expresión general de la reacción eutectoide:
calor
en donde yson fases sólidas y, a menudo, soluciones sólidas.
La reacción eutectoide más importante es la que se produce en los aceros. Es necesario contar con lacomprensión definida de las reacciones eutéticas y las eutectoides, para poder entender lo referente a los aceros al carbono y para estar capacitados para interpretar debidamente el diagrama del hierro carburo de hierro que es, probablemente, el más importante de todos los diagramas de equilibrio de los metales.
Figura # 01
La figura # 01 se ilustra con un diagrama simplificado delhierro carburo de hierro. Como indica el nombre de este diagrama, se considera que los componentes son hierro y carburo de hierro, sin embargo es más conveniente representar la composición en relación con el porcentaje de carbono, más que por el carburo de hierro (Fe3C). Si el diagrama hierro carburo de hierro se divide en dos partes, una superior a 1700 ºF (927 ºC) y la otra inferior a esta mismatemperatura, es evidente que la primera se relaciona con una reacción eutética, y la segunda, con una reacción eutectoide.
Las fases y sus constituyentes que se encuentra en el diagrama del hierro carburo de hierro, se indican en las áreas correspondientes de la Figura #01. Las fases que pueden encontrarse en condiciones de equilibrio son las líquidas, hierro , hierro y cementita (otra fase,...
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