Génesis Villarreal C.I: 28.435.297 Ing. Industrial

1. Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”
Extensión C.O.L. - Cabimas
Realizado por:
Génesis Villarreal
C.I: 28.435.297
Ing. Industrial (45)
Sección A

2. El hierro y el carbono constituyen aleaciones únicamente hasta un 6,67%
en peso de carbono. Con esta concentración y con concentraciones
superiores se crea un compuesto químico denominado cementita (Fe3C)
que no tiene propiedades metálicas. Por lo tanto, únicamente se estudia el
diagrama hasta esa proporción.
En la solidificación aparece una solución sólida llamada austenita para
proporciones inferiores al 1,76% de carbono, y con un 4,30% se crea un
eutéctico llamado ledeburita. Esto provoca la primera clasificación del
sistema hierro-carbono: se habla de aceros si la proporción de carbono es
inferior a 1,76%, y de fundiciones para proporciones entre 1,76 y 6,67%.
DIAGRAMA DE FASES DEL SISTEMA HIERRO-
CARBONO
La austenita también se llama hierro-γ, y tiene una red cúbica centrada en las
caras (FCC) que en su interior admite átomos de carbono. Pero cuando se
contrae la red al disminuir la temperatura, disminuye la solubilidad como ya
sabemos, y se expulsa el carbono sobrante en forma de cementita. Cuando la
temperatura baja hasta 723° C el hierro sufre un cambio alotrópico y su red se
transforma en cúbica centrada en el cuerpo (BCC), que no acepta apenas
átomos de carbono en su seno; entonces el hierro se denomina ferrita o hierro-
α. Este cambio de solubilidad en estado sólido conlleva la formación de un
eutectoide llamado perlita con una concentración de 0,89% de carbono que
está formado por láminas de ferrita y de cementita.
A los aceros que tienen una proporción menor que 0,89% de carbono se les
denomina hipoeutectoides, y si tienen entre 0,89 y 1,76% de
carbono, hipereutectoides.

3. Las fases y microconstituyentes más importantes que aparecen en el diagrama Fe-C son:
• Ferrita: solución sólida intersticial de hierro alfa con C (es hierro alfa casi puro). Es el más blando y
dúctil de los constituyentes de los aceros.
• Cementita: es un compuesto intermetálico de fórmula Fe3C (equivalente a 6,67%C). Es el constituyente
más duro y frágil.
• Perlita: solución eutectoide formada por cristales de ferrita y cementita. La estructura laminar confiere
elevada dureza y resistencia mecánica.
• Austenita: solución sólida de hierro gamma con C. Sólo es estable a temperaturas superiores a 723ºC, y
en su enfriamiento se descompone en ferrita y cementita. Se trata de un constituyente blando, no
magnético, dúctil, tenaz y de elevada resistencia al desgaste.
• Ledeburita: es el constituyente eutéctico que se forma en el enfriamiento de las fundiciones a 1130ºC.
No existe a temperatura ambiente, y en el enfriamiento se transforma en cementita y perlita.

4. Recopilando todo, el diagrama del sistema hierro-carbono tiene este aspecto:
Aplicaciones
Diagrama hierro(Fe) carbono(C): También llamado de equilibrio
o de fases Fe-C se emplea para la representación de las
transformaciones que sufren los aceros al carbono con la
temperatura, admitiendo que el calentamiento (o enfriamiento) de
la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesos de
difusión (homogeneización) tienen tiempo para completarse.
El hierro puro apenas tiene aplicaciones industriales, pero formando
aleaciones con carbono y otros elementos (cromo, vanadio, aluminio,
cobalto…) es el metal más utilizado en la industria moderna. El estudio
del diagrama de fases Fe-C nos permitirá:
• Conocer la naturaleza y características de las fases y constituyentes a
distintas temperaturas.
• Conocer las características de las transformaciones.
Como a temperatura ambiente el carbono está combinado con el hierro
formando carburo de hierro (Fe3C), el diagrama que estudiaremos
debiera denominarse diagrama hierro-carburo de hierro. Además,
debemos considerar que el diagrama está trazado para concentraciones de
carbono inferiores al 6,67%, pues porcentajes mayores de carbono dan
lugar a aleaciones que carecen de interés para la industria.