Ayuda a entender el diagrama hierro

1. 4.2.2.- ANÁLISIS DE UN DIAGRAMA DE FASES
Diagrama de fases de una aleación totalmente
soluble en estado líquido y sólido
Diagrama de fases de una aleación
totalmente soluble en estado líquido
e insoluble en estado sólido.
Diagrama de fases de una aleación
totalmente soluble en estado líquido
y parcial en estado sólido.

2. 4.3.- DIAGRAMA Fe-C http://www2.ing.puc.cl/icmcursos/metalurgia/apuntes/cap1/18/
La distribución del diagrama es la siguiente:
Hierro puro
De 0% C a 0,008% C
Aceros
Desde 0,008 %C hasta 1,76 % C
C < 0,89 %: acero hipoeutectoide.
C > 0,89 %: acero hipereutectoide
Fundiciones
De 1,76% C a 6,67 % C
En el diagrama Fe-C, sólo se llega al 6,67 % de C.
Con este porcentaje se forma cementita (Fe3C, carburo de hierro) que es un material duro y frágil.
Por encima de este porcentaje, el carbono precipita como grafito y no se usa industrialmente.

4. • A, B, C y D línea de liquidus
• A, H, J, E, F y D línea de solidus.
1499 punto peritéctico (J) 1.499°C
se forma la austenita
contenido de C entre 0,1% y 0,5%.
Punto eutéctico (C) 1.147°C
se forma ledeburita (austenita +cementita)
contenido de C superior al 2,14%.
1147
punto eutectoide (O) 720°C
se forma perlita (ferrita +cementita)
contenido de C superior al 0,2%.
720
0,8 2,14 4,3 6,67

5. 1499
Punto eutéctico (C) 1.147°C
se forma ledeburita (austenita +cementita)
contenido de C superior al 2,14%.
1147
punto eutectoide (O) 720°C
se forma perlita (ferrita +cementita)
contenido de C superior al 0,2%.
720
0,8 2,14 4,3 6,67

6. 4.3.1.- METALES FERROSOS
Son aquellos que, como principal elemento, contienen hierro. (en
latín ferrum: hierro)
El hierro es el metal mas importante del sistema productivo y el
segundo en abundancia (1º aluminio) (edificios, transportes, máquinas, ...)
Características del hierro:
Símbolo: Fe
Punto de fusión: 1538ºC (antes de esta temperatura se vuelve pastoso y fácilmente se
puede cambiar la forma mediante golpes)
Resistencia a la tracción: 12kg/mm2
Densidad: 7,8kg/dm3
Se magnetiza fácilmente
Dúctil y maleable
Como las propiedades del hierro puro no son buenas, se mezcla
con otros elementos.

7. 4.3.1.1- TIPOS DE METALES FERROSOS
El hierro sólo se usa para fabricar objetos de forja y núcleos
de electroimanes. Generalmente se combina con carbono
para mejorar sus aplicaciones.
Material Composición Características
Más duro que hierro
Acero hierro+carbono (C<2%)
Fácil de soldar
Acero
hierro+carbono+cromo Resistente a la corrosión
inoxidable
Hierro colado hierro+mucho carbono Hacer piezas por moldeo
o Fundición (C>2%)

8. 4.3.1.2- TIPOS DE ACEROS
aceros no aleados
Contienen otros metales en proporción inferior al 1%.
Son duros, tenaces, dúctiles y maleables.
Se emplean para fabricar tornillos, bisagras y
planchas de carrocería.
aceros de baja aleación
Contienen otros metales en proporción comprendida
entre el 1 % y el 5 %.
Son muy duros y tenaces pero menos dúctiles que los
no aleados.
Se emplean para fabricar herramientas y rodamientos.
aceros de alta aleación
Contienen otros metales cuya proporción supera el 5%.
Son medianamente duros y muy resistentes a la oxidación.
El más conocido es el acero inoxidable, que tiene muchas
aplicaciones: depósitos, cubiertos, etc.

9. 4.3.2.- REPRESENTACIÓN DIAGRAMA Fe-C

10. 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%.
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.

11. 4.3.3.- COMPOSICIÓN DE LAS ALEACIONES Fe-C
a) Ferrita:
Solución sólida de carbono en hierro α. Solubilidad pequeña a temperatura
ambiente, (disuelve como máximo el 0,008% de carbono). Por esta razón, se
considera a la ferrita como hierro α puro.
Es el más blando y dúctil constituyente de los aceros. Tiene una dureza de 90 HB y
una resistencia a la rotura de 28 kg/mm2, puede sufrir alargamientos del 30 al 40%,
y posee propiedades magnéticas.
b) Cementita o carburo de hierro (Fe3C)
Es el constituyente más duro y frágil de los aceros, puede alcanzar una dureza de
800 HB, tiene propiedades magnéticas hasta los 210°C, y a partir de esta,
temperatura pierde las propiedades magnéticas.
c) Perlita
Está formada por 86,5% de ferrita y 13,5% de cementita. Tiene una dureza de 200
HB, una resistencia a la rotura de 80 kg/mm2, y un alargamiento del 15%.
d) Austenita
Está formada por una solución sólida por inserción de carbono en hierro γ. La
proporción de carbono disuelto varía desde el 0 al 1,76%. Es el constituyente más
denso de los aceros. Su dureza puede alcanzar los 300 HB, una resistencia de 100
kp/mm2, y un alargamiento de un 30%. No es magnética.