El documento describe los principales constituyentes de los aceros, incluyendo ferrita, perlita, cementita, austenita, martensita y bainita, detallando sus propiedades mecánicas y estructuras cristalinas. Se abordan características como dureza, resistencia y ductilidad de cada componente, además de los procesos de transformación de fases durante el enfriamiento. Se destaca la variabilidad en propiedades de los aceros según su composición y tratamiento térmico.

1. CONSTITUYENTES DE LOS ACEROS Amelia Tierno López Aula de Tecnologías http://auladetecnologias.blogspot.com

2. Constituyentes de los aceros Ferrita Perlita Cementita Austenita Martensita Bainita

3. Ferrita Solución sólida intersticial de hierro α con C (es hierro α casi puro puesto que no admite apenas carbono en disolución). Es el más blando y dúctil de los constituyentes de los aceros. Cristaliza en una red cúbica centrada con un parámetro de 2.85 Å. Posee una carga de rotura de 28 kg/mm 2 , un gran alargamiento (del 35 %) y una dureza de 90 unidades Brinell.

4. Ferrita

5. Cementita Es un carburo de hierro de fórmula Fe 3 C (equivalente a 6,67%C). Es el constituyente más duro y frágil, pues alcanza una dureza de 68 HRC y cristaliza en el sistema ortorróbico. Es magnética a la temperatura ambiente, pero pierde el magnetismo a 218ºC.

6. Cementita Acero inoxidable 0,35% C en estado de recocido de coalescencia. Estructura constituida por carburos disueltos en una matriz ferrítica.

7. Perlita Constituyente eutectoide formado por ferrita y cementita (86,5% ferrita y 13,5% cementita) que aparece formando láminas paralelas y alternas. La estructura laminar confiere elevada dureza y resistencia mecánica. Tiene una dureza aproximada de 200 HB, con una resistencia a la rotura de 80 kg/mm 2 y un alargamiento del 15%.

8. Perlita Acero eutectoide. Estructura perlítica constituida por láminas de cementita (oscuras) y ferrita (zonas claras).

9. Austenita Solución sólida de carbono en hierro γ , cuya concentración puede variar de 2,8% de carbono a 1.130ºC hasta 0,88% a la temperatura A 1 . Sólo es estable a temperaturas superiores a las críticas, y en su enfriamiento se descompone en ferrita y cementita. Su resistencia varía con el carbono disuelto de 88 a 105 kg/mm 2 (retenida a temperatura ambiente por tratamientos adecuados), siendo su alargamiento de 30 a 60%. Es bastante resistente, dúctil y tenaz, siendo elevada su resistencia al desgaste aun con durezas poco considerables. No es magnética y es el constituyente más denso de los aceros, por la compacidad de la red del hierro y su menor volumen de átomos de carbono.

10. Austenita

11. Martensita Es el constituyente típico de aceros templados. Está formado por una solución sólida sobresaturada de carbono o carburo de hierro en hierro α , y se obtiene por enfriamiento rápido del acero desde alta temperatura. Sus propiedades físicas varían con su composición, aumentando su dureza, resistencia y fragilidad con el contenido en carbono, hasta un máximo para C=0,80%C aproximadamente. Después de la cementita es el constituyente más duro de los aceros. Tiene una resistencia de 170 a 250 kg/mm2, una dureza de 50 a 68 Rockwell-C y un alargamiento de 2,5 a 0,5%. Es magnética. Presenta un aspecto acicular, formando agujas de zigzag. La martensita revenida es casi tan dura y resistente como la martensita pero mucho más dúctil y tenaz.

12. Martensita Acero inoxidable 0,60%C, templado. Estructura martensítica con precipitación de carburos secundarios.

13. Martensita Acero inoxidable 0,40%C, templado. Estructura martensítica con precipitación de carburos, se observan las huellas de microdureza (martensita: 841 HV 50; carburos: 1.450 HV 50).

14. Acero inoxidable 0,60%C, templado. Microestructura con gran cantidad de austenita retenida (zonas blancas) y nucleación de agujas de martensita (zonas oscuras)

15. Bainita Los aceros bainíticos son más duros y resitentes que los perlíticos porque tienen una estructura más fina a base de partículas diminutas de cementita en una matriz ferrítica: por este motivo presentan una intersesante combinación de resistencia y ductilidad.

16. Bainita Acero al carbono templado en la que la velocidad de enfriamiento no ha sido lo suficientemente rápida y se observa formación de bainita junto a la martensita.

17. Transformaciones de fase de los aceros Austenita Martensita Bainita Perlita Enfriamiento lento Enfriamiento moderado Enfriamiento rápido Martensita revenida Vuelto a calentar

18. Micrografías obtenidas de: Trabajo fin de carrera Amelia Tierno López DoITPOMS University of Cambrige. Aula de Tecnologías http://auladetecnologias.blogspot.com