Gu A El Diagrama De Hierro Carbono

Tratamientos de los Metales
Carlos Urra Simonet
Guía: Diagrama de hierro-carbono
Una de las herramientas que nos permiten conocer de manera sencilla y rápida algunas de
las características de las aleaciones son los diagramas de fases. Uno de los diagramas de
aleaciones más conocido y utilizado es el Diagrama Hierro-Carbono (Fe-C). Con este diagrama se
pueden obtener las temperaturas de cambio desus estructuras cristalinas; también se pueden
conocer las temperaturas a las que se da el cambio de fase de un hierro. En función a la cantidad
de carbón que contiene el metal se puede estimar la temperatura a la que se derretirá y a la que se
volverá pastoso.
En el eje horizontal del diagrama de Fe-C se ubica el porcentaje de carbono que puede
estar diluido en el hierro y en el eje vertical seseñalan las temperaturas a las que van sucediendo
los cambios de fases.

Diagrama Fe-C
Al conocer la cantidad de carbono que tiene un hierro se pueden estimar la temperatura a
la que se debe elevar para que se den los diferentes cambios de estructura o de estado. A los
hierros que están debajo de 0.8% de carbón se les llama hipoeutectoides y a aquellos que tienen
más de 0.8% de carbón se llamanhipereutectoides. El punto eutéctico es aquel en el que se logra
la máxima difusión de carbón posible en un hierro a la menor temperatura. En caso de los hierros
con carbón el punto eutéctico se da con 0.8% de carbón y a 723°C.

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Constituyentes alotrópicos del hierro puro
El hierro cristaliza en la variedad alfa (α) hasta la temperatura de 768 ºC. La red espacial a la que
pertenece es la redcúbica centrada en el cuerpo (BCC). La distancia entre átomos es de 2.86 Å. El
hierro alfa no disuelve prácticamente en carbono, no llegando al 0.008 % a temperatura ambiente,
teniendo como punto de máxima solubilidad a T = 723 ºC (0,02%).
La variedad beta (β) existe de 768 ºC a 910 ºC. Cristalográficamente es igual a la alfa, y
únicamente la distancia entre átomos es algo mayor: 2.9 Å a 800 ºC y 2905ºC a 900 ºC.
La variedad gamma (γ) se presenta de 910 ºC a 1400 ºC. Cristaliza en la estructura FCC. El cubo
de hierro gamma tiene más volumen que el de hierro alfa. El hierro gamma disuelve fácilmente en
carbono, creciendo la solubilidad desde 0.85 % a 723 ºC hasta 1.76 % a 1130 ºC para decrecer
hasta el 0.12 % a 1487 ºC. Esta variedad de Fe es amagnético.
La variedad delta (δ) se inicia a los 1400ºC, observándose, entonces una reducción en el
parámetro hasta 2.93 Å, y un retorno a la estructura BCC. Su máxima solubilidad de carbono es
0.007 % a 1487 ºC. Esta variedad es poco interesante desde el punto de vista industrial. A partir de
1537 ºC se inicia la fusión del Fe puro.
Microestructuras de los aceros
Los constituyentes metálicos que pueden presentarse en los aceros al carbono son:ferrita,
cementita, perlita, sorbita, troostita, martensita, bainita, y rara vez austenita, aunque nunca como
único constituyente. También pueden estar presentes constituyentes no metálicos como óxidos,
silicatos, sulfuros y aluminatos.
Propiedades físicas y químicas de los constituyentes.
Ferrita: (Hierro ) Es una solución sólida de carbono en hierro alfa, su solubilidad a la temperatura
ambiente esdel orden de 0.008% de carbono, por esto se considera como hierro puro.
Es blanda y dúctil. Tiene aproximadamente una resistencia de 28 kg/mm 2, 35% de alargamiento y
una dureza de 90 HB. Es él mas blando de todos los constituyentes del acero, muy dúctil y
maleable. Magnética y de pequeñas fuerza coercitiva.
Hierro α (BCC)
a = 0,290 nm
n=2
FEA = 68%
Sol máx, (727ºC) = 0.02181%C

Puede tambiénmantener en solución de sustitución a otros elementos tales como Si, P, Ni, Cr,
Cu... que figuran en los aceros, como impurezas o como elementos de aleación. La ferrita se
presenta en los aceros hipoeutectoides como constituyente y mezclada con la cementita entra a
formar parte de la perlita. Si el acero es muy pobre en carbono, su estructura está formada casi en
su totalidad por granos de...