DIAGRAMA Fe-C

DIAGRAMA Fe-C

IntroduccinEl diagrama de hierro carbono consta de una serie de elementos que a continuacin se le presentan como estn ubicados: en su lado derecho esta los grados de temperatura en las que puede alcanzar el hierro y en su lado inferior esta los porcentajes de carbono.En este diagrama podemos ver los procesos que pasa el hierro antes de ser fundido a 1536 C los procesos se conocen como , y A) El diagrama de hierro carbono nos sirve para saber donde se funden los metales.B) Con el diagrama sabemos que porcentaje de carbono tiene cada metal.

Las aleaciones hierro-carbono pertenecen al tipo de aleaciones que forman una composicin qumica.El carbono se puede encontrar en las aleaciones hierro-carbono, tanto en estado ligado (Fe3C), como en estado libre (C, es decir, grafito), por eso, el diagrama comprende dos sistemas:1. Fe-Fe3C (metalestable); este sistema comprende aceros y fundiciones blancas, o sea, las aleaciones con el carbono ligado, sin carbono libre (grafito).2. Fe-C (estable); este sistema expone el esquema de formacin de las estructuras en las fundiciones grises y atruchadas donde el carbono se encuentra total o parcialmente en estado libre (grafito).

La clasificacin de las aleaciones frreas segn el contenido en carbono comprende tres grandes grupos: Hierro: < 0.008% C Acero: 0.0008% < C < 2.11 %Fundicin: > 2.11% C

Las fases en las que se puede encontrar la aleacin Hierro-Carbono dentro del diagrama de equilibrio son:

Ferrita: solucin slida de Fe-, con composicin mxima del 0,025% de C a 723 C y de 0,008% a temperatura ambiente.

Austenita, solucin slida de Fe-, con composicin mxima del 2% de C, a 1130C

Cementita, compuesto definido con formula CFe3 de estructura ortorrmbica, compuesto por 6,67% de C y 93.33% de Fe. Es magntica hasta los 210 C.

Perlita, constituyente compuesto por un 86,5% de Ferrita y 13,5% de Cementita, de estructura laminar.

Ledeburita, constituyente eutctico con composicin 4,3% de Carbono y 95,7% de Hierro.

Cuando la temperatura baja hasta 723 C el hierro sufre un cambio alotrpico y su red se transforma en cbica centrada en el cuerpo (BCC), que no acepta apenas tomos de carbono en su seno; entonces el hierro se denomina ferrita o hierro-.Es relativamente blanda dctil y magntica.

Cementita: Es el carburo de hierro Fe3C con un contenido fijo de carbono del 6,67%. No tiene propiedades metlicas. La cementita es muy dura y frgil

PERLITAEsta compuesto por el 86.5% de ferrita y el 13.5% de cementita. Microestructura formada por capas o lminas alternas de las dos fases ( y cementita) durante el enfriamiento lento de un acero a temperatura eutectoide. Se le da este nombre porque tiene la apariencia de una perla al observarse microscpicamente a pocos aumentos.

Austenita:Este es el constituyente ms denso de los aceros, y est formado por la solucin slida, por insercin, de carbono en hierro gamma. La proporcin de C disuelto vara desde el 0 al 1.76%, correspondiendo este ltimo porcentaje de mxima solubilidad a la temperatura de 1130 C.

LEDEBURITALa ledeburita no es un constituyente de los aceros, sino de las fundiciones. Se forma al enfriar una fundicin lquida de carbono (de composicin alrededor del 4.3% de C) desde 1130C, siendo estable hasta 723C, descomponindose a partir de esta temperatura en ferrita y cementita

NomenclaturaFerrita o Hierro AlfaPerlitaCementitaAustenita

Fe3

% CTemp

% CTemp C .891.764.36.6772391011301539

% CTemp C .891.764.36.67723910

FerritaFerrita + austenita

% CTemp C .891.764.36.67723910

1130

Perlita + CementitaAustenita + Cementita

% CTemp C .891.764.36.67723910

1130

PerlitaCementita

LedeburitaPerlita+Ledeburita+Cementita

Austenita+Ledeburita+Cementita

AustenitaCementita

Ledeburita

% CTemp C .891.764.36.67723910

1130

1539

AustenitaAustenita+Liquido

% CTemp C .891.764.36.67723910

1130

1539

Ledeburita+Cementita

Solido+LiquidoLiquido

72391011301539Liquido+Cementita

% CTemp C .772.114.36.67723910

1130

1539

72391011301539

Los aceros eutectoides Los aceros hipereutectoides FUNDICIONES

AcerosFundiciones

Los aceros eutectoides son aquellos en los que la fase austentica slida tiene composicin del eutectoide 0.77 %

Representacin esquemtica de lamicroestructura de un acero eutectoide (0.77%)Microestructura perltica de un acero eutectoide mostrando lminas alternas de ferrita-(fase clara) y cementita (fase oscura)

Los aceros hipereutectoides son aquellos en los que la fase austentica slida tiene uncontenido en carbono entre 0.77 y 2.11 %.

Representacin esquemtica de lasmicroestructuras de un acero hipoeutectoide

Fotomicrografa de un acero con el 0.38 % C, microestructura constituida por perlita y ferrita proeutoctoide

Tipos de AcerosAceros bajos en carbono. Constituye la mayor parte de todo el acero fabricado. Contienenmenos del 0.25 % en peso de CLa microestructura consiste en ferrita y perlitaSon relativamenteblandos y poco resistentes pero con extraordinaria ductilidad y tenacidadSon de fcil mecanizado,soldables y baratos.Se utilizan para fabricar vigas, carroceras de automviles, y lminas para tuberas edificios y puentes.

Aceros medios en carbono. Contienen entre el 0.25 y 0.60 % en peso de C.Estos acerospueden ser tratados trmicamente mediante austenizacin, temple y revenido para mejorar laspropiedades mecnicas.Son ms resistentes que los aceros bajos en carbono pero menosdctiles y maleables.Se suelen utilizar para fabricar cinceles, martillos, cigeales, pernos, etc.

Aceros altos en carbono.Generalmente contienen entre el 0.60 y 1.4 % en peso de C.Son msduros y resistentes (y menos dctiles) que los otros aceros al carbono.Casi siempre se utilizan contratamientos de templado y revenido que lo hacen muy resistentes al desgaste y capaces de adquirirla forma de herramienta de corte.Por ejemplo, cuchillos, navajas, hojas desierra, brocas para cemento, corta tubos, troqueles, herramientas de torno, muelles e hilos e altaresistencia.

23

FundicionesLa fundicin gris tiene un contenido en carbono entre 2.5 y 4.0 % y de silicio entre 1 y 3 %.El grafito suele aparecer como escamas dentro de una matriz de ferrita o perlitaDesde unpunto de vista mecnico las fundiciones grises son comparativamente frgiles y poco resistentes a latraccin.Se utiliza en bloque de motores, tambores defreno, cilindros y pistones de motores.Es uno de los materiales metlicos ms baratos.

La fundicin dctil o esferoidal se consigue aadiendo pequeas cantidades de magnesio ycerio a la fundicin gris en estado lquido.Se suele utilizar para la fabricacin de vlvulas yengranajes de alta resistencia, cuerpos de bomba, cigeales y pistones.No es frgil y tiene propiedades mecnicas similares a las de los aceros. Presenta una mayorresistencia a la traccin que la fundicin gris.

La fundicin blanca contienen poco carbono y silicio (< 1%) y se obtienen por enfriamientorpido.Generalmente la fundicin blanca se obtiene como producto de partida parafabricar la fundicin maleable.Su aplicacin se limitaa componentes de gran dureza y resistencia al desgaste y sin ductilidad como los cilindros de los trenes de laminacin.

NormalizadoEl normalizado es un tratamiento trmico que se emplea para dar al acero una estructura y unas caractersticas tecnolgicas que se consideran el estado natural o inicial del material que fue sometido a trabajos de forja, laminacin o tratamientos defectuosos. Se hace como preparacin de la pieza para el temple.

El procedimiento consiste en calentar la pieza entre 30 y 50 grados centgrados por encima de la temperatura crtica superior, tanto para aceros hipereutectoides, como para aceros hipoeutectoides, y mantener esa temperatura el tiempo suficiente para conseguir la transformacin completa en austenita

Recocido

El recocido es el tratamiento trmico que, en general, tiene como finalidad una temperatura que permita obtener plenamente la fase estable a falta de un enfriamiento lo suficientemente lento como para que se desarrollen todas las reacciones completas.

Se emplea para ablandar metales y ganar tenacidad, generalmente aceros. Se obtienen aceros ms mecanizables. Evita la acritud del material. La temperatura de calentamiento est entre 600 y 700C. El enfriamiento es lento.