Mecanica

EET 455 - Equipos e Instalaciones Electromecánicas Materiales y Ensayos: Tema 5: Aceros – Diagrama de Fe-C – Microconstituyentes – Tratamientos Térmicos

Equipos e Instalaciones Electromecánicas MÓDULO: MATERIALES Y ENSAYOS
CURSO: 4º PBS - A Y B - AÑO 2010 - PROFESOR: ING. JOSÉ E. PASSERINO

SUBTEMAS
I. II. III. IV. V.

Variedades Alotrópicas del hierro Microconstituyentes del aceroDiagrama de equilibrio – Diagrama de Hierro Carbono Probetas – Ataques– Estructura metalográfica Tratamientos Térmicos y termoquímicos

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I - Variedades Alotrópicas del hierro
El acero es una aleación de hierro con una pequeña proporción decarbono, que le confieren a aquel, propiedades especiales tales como dureza y elasticidad. Por tal motivo se la conoce como una aleación binaria, o sea de dos componentes principales, aunque contiene generalmente trazas de otros metales y no metales, provenientes de la materia prima con que se lo obtuvo. En general, también se pueden fabricar aceros con otros componentes como manganeso, níquel ocromo. El hierro [Fe] como ya se estudió en temas anteriores, es uno de los metales más útiles debido a su gran abundancia en la corteza terrestre (constituyendo más del 5% de esta, aunque rara vez se encuentra en estado puro, lo más normal es hallarlo combinado con otros elementos en forma de óxidos, carbonatos o sulfuros) y a que se obtiene con gran facilidad y con una gran pureza comercial. Elhierro técnicamente puro, es decir, con menos de 0.008% de carbono, es un metal blanco azulado, dúctil y maleable, cuyo peso específico es 7,87, (un litro = 1 dm³ tiene una masa de 7,87 kg). Funde de 1536.5ºC a 1539ºC reblandeciéndose antes de llegar a esta temperatura, lo que permite forjarlo y moldearlo con facilidad. El hierro es un buen conductor de la electricidad y se imanta fácilmente. Es unmetal alotrópico, por lo que puede existir en más de una estructura reticular o dependiendo fundamentalmente de la temperatura.

FORMAS ALOTRÓPICAS DEL HIERRO
El hierro cristaliza en la variedad  hasta la temperatura de 768ºC. La red espacial a la que pertenece es la red cúbica centrada en el cuerpo BCC (Body centerd cubic structure). La distancia entre átomos es de 2,86 Å. (1 Å = 1 x 10-10 m= 0,1 nm) El hierro  no disuelve prácticamente en carbono, no llegando al 0,008% a temperatura ambiente, teniendo como punto de máxima solubilidad a T=723ºC (0,02%). También se lo denomina Ferrita.

Cristal BCC

La variedad  existe de 768ºC a 910ºC. Cristalográficamente es igual a la alfa, y únicamente la distancia entre átomos es algo mayor: 2,9 Å a 800ºC y 2,905 Å a 900ºC. La variedadse presenta de 910ºC a 1400ºC. Cristaliza en la estructura FCC (Face centerd cubic structure), o sea que es una red cúbica centrada en las caras. El cubo de hierro gamma tiene más volumen que el de hierro alfa. El hierro gamma disuelve fácilmente en carbono, creciendo la
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solubilidad desde0,85% a 723ºC hasta 1,76% a 1130ºC para disminuir hasta el 0,12% a 1487ºC. Su parámetro varía entre 3,63 Å hasta 3,68 Å. Esta variedad de Fe no es magnética. La variedad  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 1487ºC. Esta variedad es poco interesante desde el punto devista industrial. A partir de 1537ºC se inicia la fusión del Fe puro. Cristal FCC

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II - Microconstituyentes del acero
El hierro puro apenas tiene aplicaciones industriales, pero formando aleaciones con el carbono (además de otros...