sistema d ehierro

EJERCICIOS RESUELTOS SISTEMA HIERRO-CARBONO

30. Una pieza de acero de 50 Kg contiene 800 g de carbono. Se pide:
a) ¿De que tipo de aleación se trata?.
b) ¿Cuáles son sus constituyentes y su estructura a temperatura ambiente?
c) ¿Cuál es su densidad a temperatura ambiente, sabiendo que la densidad del hierro “α” es de 7,87 g/cm3 y la de la cementita “Fe3C” de 7,54 g/cm3?.
a) Calculamos enprimer lugar el porcentaje de carbono que posee:
Por tanto se trata de un acero hipoeutectoide.
b) A partir del diagrama calculamos los constituyentes y su composición o estructura:


c) Finalmente la densidad (ρ) será:


31. Un acero hipoeutectoide (0,4%C) se enfría lentamente desde 970 ºC hasta la temperatura ambiente. Calcula a partir del diagrama Hierro-Carbono simplificado:
a) Lasfracciones de Austenita (γ) y Ferrita (α) proeutectoide que contendrá dicho acero cuando se halle a una temperatura justo por encima de la eutectoiude (723+ΔT).
b) Las fracciones de Ferrita (α) y Cementita (Fe3C) que contendrá el acero cuando se halle a una temperatura justo por debajo de la eutectoiude (723-ΔT).
c) Las cantidad de ferrita eutectoide (secundaria) que contendrá la perlita a unatemperatura justo por debajo de la eutectoiude (723-ΔT).

a)





b)







c) Teniendo en cuenta que la “austenita” se transforma en “perlita” y que la cantidad total de ferrita es del 94%, la cantidad de ferrita eutectoide que contiene la perlita la obtenemos restando el 94% total menos el 56% de ferrita proeutectoide (primaria):38%.





32. Un acero hipereutectoide(1,2%C) se enfría lentamente desde 970 ºC hasta la temperatura ambiente. Calcula:
a) Las fracciones de Austenita () y Cementita (Fe3C) proeutectoide que contendrá dicho acero cuando se halle a una temperatura justo por encima de la eutectoiude(723+ΔT).
b) Las fracciones de Ferrita (α) y Cementita (Fe3C) que contendrá el acero cuando se halle a una temperatura justo por debajo de la eutectoiude(723-ΔT).
c) La cantidad de cementita eutectoide que contendrá la perlita a una temperatura justo por debajo de la eutectoiude (723-ΔT).


a)



NOTA: la austenita (γ) posteriormente se transforma en Perlita (ferrita+cementita).





b)

c) Teniendo en cuenta que la cantidad total de cementita es del 17,75% y que la cantiadad de cementita proeutectoide es del 5,36%, la cantidad decementita eutectoide que contiene la perlita será será por tanto del 12,39%; es decir:

Fe3C(eutectoide)= Fe3C(total)- Fe3C(proeutectoide)=17,75-5,36=12,39%



33. Una fundición de composición eutéctica (4 %C) se enfría lentamente desde 1200 ºC hasta la temperatura ambiente. Calcula:
a) Las fracciones de Austenita () y Cementita (Fe3C) que contendrá la aleación cuando se halle a unatemperatura justo por debajo de la eutéctica (1130-ΔT).
b) Las cantidades relativas de Austenita () y las distintas clases de Cementita (Fe3C) que contendrá la fundición a una temperatura justo por encima de la eutectoiude (723+ΔT).
c) Las cantidades relativas de todos los microconstituyentes cuando la fundición se halle a una temperatura justo por debajo de la eutectoiude (723-ΔT).


a) A latemperatura por debajo de la eutéctica la fundición se encuentra en un campo bifásico Austenita y Cementita de composición:



Ambas no aparecen de forma aislada sino formando un compuesto eutéctico denominado ledeburita


b) A una temperatura justo por encima de la eutectoide la aleación permanece en el mismo campo bifásico de composición:


Se observa que la cementita aparece de dos formas:como cementita eutéctica (41,5%) y como cementita proeutectoide (12,3%), que será la diferencia entre la cementita total (53,8%) y la eutéctica (41,5%)

c) A una temperatura por debajo de la eutectoide tendremos dos fases, ferrita y cementita de composición:


Se observa por tanto que ha ido aumentando la cantidad de cementita ya que ahora se ha creado la cementita eutectoide asociada a la...