Ensayo

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIA
“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
EXTENSIÓN BARQUISIMETO
Diagrama Hierro Carbono
Alumno: Diego Oropeza
Carrera: Tecnología Mecánica

2. Introducción.
Desde la época de la revolución industrial la combinación del hierro con el carbono
ha generado la fabricación de los materiales más empleados para construir todo tipo
de complejos habitacionales, puentes, represas y vías férreas entre muchas otras
obras; de hecho por este motivo ha sido uno de los mejores descubrimientos del
hombre.
Generalmente se han hecho las mezclas gracias a los diagramas de equilibrio, por eso
es muy importante conocer de que se tratan.
Desarrollaremos aspectos resaltantes, como lo es el hierro y el diagrama de equilibrio
hierro-carburo de hierro; gracias a ello permiten verificar diferentes parámetros y
características propias de la mezcla que se ha obtenido, permitiendo así escoger la
mejor opción para el trabajo que se desea realizar con este material.
Bajo esto, primeramente la investigación que presento a continuación,
desarrollaremos los aspectos más importantes del hierro para así ir profundizando el
tema a tratar hasta obtener conocimientos.

3. Desarrollo.
El hierro es un metal de transición que representa un 5% de la corteza terrestre,
entre los metales, en la Tierra, a temperatura y presión estándar se encuentra en
estado sólido formando parte de numerosos minerales, pero muy raramente en estado
puro. Es un elemento químico de número atómico 26 y peso atómico igual a 55.847
u.m.a. Se representa con el símbolo Fe en la Tabla Periódica; es de color gris
plateado, muy maleable y magnético.
El hierro está constituido principalmente por los siguientes materiales:
* El hierro magnético o piedra, cuyo contenido de hierro es el de 40% y 70 %; tiene
como impurezas silicio y fósforo.
* El Oligisto o hematites rojas, es una excelente mena del hierro que da hasta el 60%
de metal puro y homogéneo; se presenta en masas concrecionadas y fibrosas de
aspecto rojizo.
* La siderita o hierro espático, tiene un contenido de hierro que varía del 40-60%, le
acompañan como impurezas, el cromo, manganeso y la arcilla.
* La limonita o hematites parda, tiene un contenido del 30-50% de hierro, se presenta
en masas estalactitas, concrecionadas o bajo otros aspectos. Su color es pardo de
densidad 3.64.
* La pirita o sulfuro de hierro, se caracteriza por el poco contenido de hierro, además
de darle a esta muy mala calidad. Se emplea generalmente para la fabricación de
ácido sulfúrico y sulfato de hierro.

4. El hierro se caracteriza por ser un metal duro, pero a la vez maleable. Muy denso;
existe en la naturaleza casi siempre como parte de ciertos óxidos, tiene brillo metálico
de color plateado y por lo general se utiliza combinado con otros elementos químicos
con los que forman aleaciones.
El hierro es el metal de mayor consumo (sus aleaciones constituyen más del 90% de
la producción mundial de metal, de modo que no puede sorprender el hecho que
exista un término especifico, siderurgia, para denominar la metalurgia del hierro). Es
también el metal más barato y común, utilizado en forma de aleaciones muy diversas;
una aleación de hierro es aquella en la que el hierro es el elemento base. Las
aleaciones son:
Aleación de acero, resultando de la combinación de hierro y carbono. El acero se
divide en tres diversos tipos según la porción usada de carbono.
* Acero de bajo carbono: se caracteriza por su baja resistencia pero alta ductilidad.
Un ejemplo de este tipo de acero es el alambre.
* Acero de medio carbono: es el tipo de acero por el que está constituido las piezas de
máquinas y los engranajes.
* Acero con alto contenido de carbono: se caracteriza por su alta resistencia pero baja
ductilidad. Algunos ejemplos de este tipo de acero son los cuchillos, los taladros, los
resortes y las herramientas de corte.
Para la obtención del acero, el carbono es el elemento que se presenta
fundamentalmente, sin embargo, una aleación de hierro también está constituida por
diversos elementos como el azufre, el oxígeno y el silicio.
Acero inoxidable, este se diferencia del acero común por disponer de buena
resistencia a la corrosión, gracias a la adición de cromo que posee como ingrediente.
Hierro fundido, este se caracteriza por contar con altos niveles de carbono.

5. El hierro y el carbono constituyen aleaciones únicamente hasta un 6,67% en peso de
carbono. El diagrama de aleación hierro-carburo de hierro nos permite conocer el tipo
de acero que se va a conseguir en función de la temperatura y la concentración de
carbono que tenga presente.
En una mezcla de acero se encuentran los siguientes estados y formas alotrópicas:
* Acero líquido: mezcla de hierro y carbono a muy alta temperatura, la mezcla está en
fase líquida y es homogénea.
* Ferrita o hiero α (alfa): sistema cubico, imanes permanentes.
* Hiero β (beta): similar al alfa pero no es magnético.
* Austenita o hierro γ (gamma): sistema cubico centrado en las caras.
* Hierro δ (delta): red cúbica centrada en el cuerpo.
* Cementita (Fe3C): Solido formado por el exceso de carbono en la mezcla (la
cantidad que está en exceso sobre la solubilidad y que no puede ser disuelta en la
mezcla). Es una sustancia dura y frágil que no puede ser laminada ni forjada.
Las coordenadas de una mezcla de acero en el diagrama hierro carbono queda
definida por su temperatura y el tanto por ciento en masa de carbono que tiene la
mezcla. La temperatura se representa en el eje vertical (ordenadas), el porcentaje de
carbono se representa en el eje horizontal (abscisa). El eje horizontal que representa
la cantidad de carbón en la mezcla, toma los valores crecientes hasta el 6,67% como
lo hemos visto antes.

6. En el diagrama se representan 4 zonas:
1) Dentro de la zona verde el acero está en estado líquido.

7. 2) Cuando el acero está dentro de la zona amarrilla nos encontremos con una
sustancia sólida formada exclusivamente por austenita.
3) La pequeña zona azul correspondiente a aceros con muy bajo contenido en C y
temperaturas en torno a los 1400˚C se corresponde con una única fase solida de acero
δ.
4) La pequeña zona naranja también con bajo contenido en C pero a temperaturas
menores (en torno a los 700˚C) se encuentra en fase sólida y está formada por ferrita.

8. Conclusión.
Para concluir, puedo decir que en general, Entre los aspectos más importantes que se
pueden apreciar en un diagrama de este tipo se encuentran las temperaturas
importantes de la mezcla para saber en qué momento se puede aprovechar su
composición, esto viene dado por la composición que presenta la mezcla
hierro/carbono.
Gracias a ello un buen diagrama hierro-carburo de hierro nos puede ayudar a
comprender de una manera más sencilla ciertos aspectos claves.