TEMA N4 DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO II







1. EL DIAGRAMA HIERRO – CARBONO: hi

Para que una solución de hierro - carbono reciba el nombre de aleación, la concentración de carbono no puede ser mayor del 6,67 %, ya que, si fuese mayor, perdería las cualidades metálicas y recibiría el nombre de compuesto químico.
En el diagrama hierro - carbono que se presenta a continuación, se pueden apreciar los siguientes constituyentesfundamentales generales:
Hierro: tiene un contenido en carbono entre el 0,008 % y el 0,0218 %. El hierro puro es difícil de obtener puesto que la concentración de carbono a temperatura ambiente ha de ser menor al 0,008 %. Por otra parte sus aplicaciones están limitadas casi exclusivamente a núcleos de inductancias.
Aceros: para que una aleación de hierro carbono se considere acero, la concentración decarbono ha de estar comprendida entre el 0,0218 % y el 2.11 % a temperatura ambiente. El campo de aplicación de los aceros es muy amplio, abarcando todos los campos de la industria. Entre sus características fundamentales están: su alta dureza, buena resistencia mecánica, maleabilidad, ductilidad, etc.
Fundiciones: reciben este nombre las aleaciones de hierro - carbono que tienen una concentraciónde carbono comprendida entre el 2.11 % y el 6,67 %. La característica fundamental de la fundición es su extraordinaria dureza, que la hace ideal para herramientas de corte.

1.1. CONSTITUYENTES PARTICULARES:

Ferrita: solución sólida de carbono en hierro alfa (α). Su solubilidad a temperatura ambiente es tan pequeña que no llega a disolver el 0,008 de carbono. Cristaliza como hierro alfa en redcúbica centrada en el cuerpo. Es el más blando y dúctil constituyente de los aceros. Posee propiedades magnéticas.
Austenita: está formado por una solución sólida por inserción de carbono en hierro gamma (γ), con estructura cúbica centrada en las caras.. la proporción de carbono disuelto varía desde 0 al 2.11%. es el constituyente más denso de los aceros. Cristaliza en FCC y no es magnética.Cementita: Este constituyente es el carburo de hierro, con un 6,67 % de carbono, de fórmula Fe3C, que cristaliza en el sistema ortorrómbico. Es el constituyente más duro y frágil de los aceros. Tiene propiedades magnéticas hasta los 210ºC.
Perlita: Es una mezcla que se da en el punto eutectoide (0,77 % de C y 723 ºC) y consta de ferrita más cementita. Su estructura esta constituida por láminasalternativas de ferrita y cementita. Las propiedades mecánicas de la perlita son intermedias entre las de la ferrita y cementita y aunque es más dura y resistente que la ferrita, es más blanda y maleable que la cementita.
Martensita: Es una solución sólida sobresaturada de carbono en Feα. Se obtiene por enfriamiento rápido de la austenita de los aceros, tras haber sido calentada para conseguir unaconstitución austenítica. Se presenta en forma de agujas y cristaliza en el sistema tetragonal. La proporción de carbono no es constante y varía hasta un contenido máximo de 0,89 %. Si aumentamos la proporción de carbono, también aumenta la resistencia mecánica, la dureza y la fragilidad del acero. Presenta propiedades magnéticas.
Ledeburita: se encuentra en las aleaciones Fe-C cuando el contenido decarbono es superior a 2.11. es un eutéctico, una mezcla de dos componentes, que pasan del estado sólido al líquido sin descomponerse.





































Punto
Fase
T ª
Cantidad
Concentración
P







Ferrita + cementita
400


C ferrita=0.022%C
Ccementita= 6.67% C


Tabla síntesis diagrama hierro carbono
Constituyente
%C
RED
PROPIEDADES
Puntos Diagrama
Ferrita
Solución sólida decarbono en hierro alfa
De 0.008 a Tambiente hasta 0.022
BCC
El más blando y dúctil. Es magnético.
A (0.008% C, RT)
B (0.022% C, 727º C)
C (100% Fe, 900ºC)
D (100% Fe, 1405º C)
E (4.3% C, 1148º C)
F (100% Fe, 1538º C)
G (2.11% C, 1148º C)
I (0.77% C, 727º C)
Punto eutectoide
E (0.022% C, 727º C)
Punto eutectico

Austenita
Solucion solida por inserción de carbono en hierro gamma
Hasta...