UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN

ANTONIO ABAD DEL CUSCO

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINAS Y METALURGICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA METALURGICA

ÁREA: Tratamientos Térmicos

ALOTROPIA DEL HIERRO

ALUMNOS:

AQUIMA PPACCO WILBER 112195

CUSCO-PERU

ALOTROPIA DEL HIERRO

Objetivos:

Visualizar la influencia que tiene el hierro durante los tratamientos térmicos,

tomando los factores de volumen y conductividad térmica de las probetas de

acero.

Marco teórico

ANÁLISIS DE LA CURVA DE FORMAS ALOTRÓPICAS DEL HIERRO

PURO.

En el intervalo entre los 1535 °C y 1390 °C, el hierro tiene la red cristalina

"cúbica centrada en el cuerpo"(b.c.c por sus siglas en inglés), con sus

distancias interatómicas (parámetros) iguales a 2.93°A (Angstrom, 1 °A =

10-8 cm.), y se denomina hierro d(Fed). A los 1390°C, se realiza la

reestructuración de la red cúbica centrada en el cuerpo, en la red cúbica

centrada en las caras (cristalización secundaria), con sus parámetros más

grandes e iguales a 3.65 Ángstrom, llamado hierro g(Feg). En el intervalo

entre 1390 y 910 °C, el hierro se encuentra en la forma alotrópica (. A la

temperatura de 910 °C, la red cúbica centrada en las caras Fe(, se

transforma en la red cúbica centrada en el cuerpo Fe con el parámetro de la

red menor que las otras dos e igual a 2.90 °A; esto nos da a entender que el

hierro, al igual que todas las sustancias, al enfriarse se contrae.

A la temperatura de 768ºC, la red del hierro es cúbica centrada en el

cuerpo, pero con su parametro disminuyendo a 2.88ºA,denominado hierro

a(Fea)

El tramo horizontal en la curva de enfriamiento a 768°C (A2), no está ligada

con el cambio de estructura de la red (salvo que las distancias interatómicas

disminuyen de 2.90 a 2.88 angstroms), sino con el surgimiento de

propiedades magnéticas en el hierro a temperaturas menores. A

temperaturas superiores a 770°C, el Feβ es no magnético.

El cambio estructural de la red cristalina del hierro, trae consigo la

modificación de algunas otrtas de sus propiedades: por ejemplo el Fea casi

no disuelve el carbono; el Fea lo disuelve hasta en 2%, y el Fey lo disuelve

hasta en 0.1%.

Delta hierro

Como el hierro fundido se enfría, se cristaliza a 1538 C en su forma

alotrópica d, que tiene una estructura cristalina cúbica centrada en el

cuerpo.

Gamma hierro/austenita

Como el hierro se enfría más de 1394 C su estructura cristalina cambia a

una centrada en las caras Estructura cristalina cúbica. De esta forma se le

llama hierro gamma o austenita. ?-Hierro puede disolver considerablemente

más carbono. Este? forma de saturación de carbono se exhibe en acero

inoxidable.

Beta hierro

Beta ferrita y beta hierro son términos obsoletos de forma paramagnética de

ferrita. La fase primaria de baja emisión de carbono o de acero dulce y

hierros más fundidos a temperatura ambiente es ferromagnético ferrita.

Como el hierro o acero ferrítico se calienta por encima de la temperatura

crítica A2 o la temperatura de Curie de 771 C, la agitación térmica aleatoria

de los átomos excede el momento magnético orientado de los espines de

los electrones no apareados en la cáscara 3d. El A2 forma el límite de baja

temperatura del campo de hierro beta en el diagrama de fases ferrita es

cristalográficamente idéntica a la alfa ferrita, a excepción de dominios

magnéticos y el centrado en el cuerpo-parámetro de red cúbica expandido

como una función de la temperatura, y por lo tanto, es de importancia menor

en el tratamiento térmico de acero. Por esta razón, la "fase" beta no se

considera generalmente como una fase distinta, sino simplemente el

extremo de alta temperatura de la fase alfa campo.

Alfa hierro/Ferrita

A 912 C de la estructura cristalina se vuelve de nuevo BCC como se forma

una-hierro. La sustancia asume una propiedad paramagnética. un-hierro

puede disolver sólo una pequeña concentración de carbono.

a 770 C, el punto de Curie, el hierro es un metal bastante suave y se

convierte en ferromagnético. Como el hierro pasa a través de la temperatura

de Curie no hay ningún cambio en la estructura cristalina, pero no hay un

cambio en las propiedades magnéticas como los dominios magnéticos se

alinean. Esta es la forma estable de hierro a temperatura ambiente.

Materiales y equipos:

Carbón vegetal

Fragua

01 probetas de fierro lizo

01 probetas de fierro de construcción

01 muelle

Pinza

Procedimiento:

i. Calentar las 3 probetas a 1200 ºC y enfriarla bruscamente en

agua

ii. Repetir el mismo procedimiento hasta que aparezca fisuras en

algunas probetas

Análisis de datos.

Después de calentar las probetas 2 veces las fisuras fueron apareciendo

progresivamente produciéndose las fisuras en las probetas corrugadas y

luego en el muelle mientras que en las probetas lisas no hubo fisuras

visibles, por tanto podemos decir que a mayor porcentaje de carbono menor

es la conductividad térmica y por lo tanto tienen una mayor probabilidad de

fisurarse. Además por una comparación externa podremos decir que los

materiales más gruesos son más probables de fracturas.

1. CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS

A mayor porcentaje de carbono en el acero, se tiene una

conductividad térmica baja, por lo tanto son más propensos a sufrir

fracturas en comparación con los aceros de menor porcentaje de

carbono.

En la práctica la probeta de mayor porcentaje de carbono y por lo

tanto mayor gradiente térmico fue el muelle el cual se fracturo.

Si la temperatura es demasiado alta o el tiempo excesivo, se

producirá un sobrecalentamiento, es decir, se obtendrá un tamaño

de grano (muy grande) y las propiedades mecánicas del acero

empeorarán.