El hierro

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIA
“ANTONIO JOSE DE SUCRE”
SEDE CARACAS
Metalurgia
Gabriel Martínez
CI:29.701.012

3. El hierro
El hierro es un elemento químico de número atómico 26 situado en el grupo 8,
periodo 4 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Fe (del latín fĕrrum)
y tiene una masa atómica de 55,847 u.
Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza
terrestre, representando un 5 % y, entre los metales, solo el aluminio es más
abundante, y es el primero más abundante en masa planetaria, debido a que el
planeta, en su núcleo, concentra la mayor masa de hierro nativo, equivalente a un 70
%. El núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y níquel en forma
metálica, generando al moverse un campo magnético. Ha sido históricamente muy
importante, y un período de la historia recibe el nombre de Edad de Hierro. En
cosmología, es un metal muy especial, pues es el metal más pesado que puede ser
producido por la fusión en el núcleo de estrellas masivas; los elementos más
pesados que el hierro solo pueden crearse en supernovas.
La constitución
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 limonita o hematites parda: tiene un
contenido del 30-50% de hierro, se presenta en masas estalactititas, concrecionadas
o bajo otros aspectos. Su color es pardo de densidad 3.64. Posee acido fosforito.

4. La pirita o sulfuro de hierro: se caracteriza por el poco contenido de hierro, además
de darle a esta muy mala calidad.
Propiedades
 El hierro es un elemento que pertenece a la serie química de los metales de
transición. Destaca por ser el metal de transición más abundante en la
corteza.
 Además de hallarse en la corteza terrestre, puede encontrarse en meteoritos
y en el núcleo del planeta, representando un 70% de este. Así que a escala
planetaria es el elemento más abundante, en lo que respecta a masa.
 En la naturaleza, el hierro no se presenta en estado puro, sino que forma
sales y minerales al reaccionar con otros elementos, especialmente con el
oxígeno.
 Es uno de los metales de mayor importancia para la humanidad, tanto por su
intervención histórica iniciando lo que se conoce como la Edad de Hierro,
como por su indispensable uso actual.
 El hierro es uno de los elementos más estables y pesados en el universo.
 La producción de hierro está dominada por China, Australia, Brasil, Japón,
India y Rusia. De todos ellos, Australia sobresale por poseer las reservas
minerales de hierro más ricas

5. Aleaciones de hierro
Las aleaciones ferrosas, que incluyen aceros y hierros fundidos, tienen el hierro
como elemento base y son las aleaciones metálicas más comunes debido a la
abundancia, la facilidad de producción y la alta versatilidad del material. La mayor
desventaja es la baja resistencia a la corrosión.
El carbono es un elemento fundamental en todas las aleaciones ferrosas. En
general, los niveles más altos de carbono aumentan la resistencia y la dureza, y
disminuyen la ductilidad y la soldabilidad.
Acero al carbono
Los aceros al carbono son básicamente mezclas de hierro y carbono. Existen
diferentes tipos de acero dependiendo del porcentaje de carbono, así nos
encontramos con:
Acero de bajo carbono: con menos de un 0,30% de carbono, se caracteriza por una
baja resistencia, pero una alta ductilidad. Los usos comunes incluyen el alambre, las
formas estructurales, las piezas de máquinas y las láminas de metal.
Acero de medio carbono: contiene entre un 0,30% y un 0,70% de carbono y se
utiliza frecuentemente para ejes, engranajes y piezas de máquinas.

6. Acero con alto contenido de carbono: posee entre un 0,70% y un 1,40% de carbono,
se caracteriza por tener una alta resistencia, pero baja ductilidad y sus usos más
comunes incluyen taladros, herramientas de corte, cuchillos y resortes.
Acero inoxidable
Los aceros inoxidables poseen buena resistencia a la corrosión gracias a la adición
de cromo como ingrediente de aleación.
Acero inoxidable autentico
La aleación de acero inoxidable austenítico es la forma más común de acero
inoxidable y por ello posee multitud de usos en diferentes industrias. Compuesto por
aleaciones de cromo y níquel, es el que mayor resistencia presenta frente a la
corrosión de entre todos los aceros inoxidables. Además, es el más soldable debido
a su bajo contenido de carbono y sólo puede ser reforzado mediante trabajo en frío.
Hierro fundido
Presenta altos niveles de carbono, generalmente superiores al 2%, que pueden
tomar la forma de grafito o carburo. Al tener una baja temperatura de fusión, el hierro
fundido es muy adecuado para la fundición.
Entre los diferentes tipos destaca el hierro fundido dúctil que posee buenas
propiedades de resistencia, ductilidad y maquinabilidad. Los usos más comunes
incluyen engranajes, cuerpos de bomba, válvulas y partes de maquinarias.
Aleaciones de aluminio
El aluminio es un material ampliamente utilizado, particularmente en la industria
aeroespacial, debido a su ligereza y resistencia a la corrosión. A pesar de que las
aleaciones de aluminio no son generalmente tan fuertes como los aceros, tienen una
buena relación resistencia-peso.
Aleaciones de cobre

7. Se caracterizan generalmente por su resistencia frente a la corrosión, su facilidad de
dar forma y fundir y por ser conductoras de la electricidad. Aunque son un material
de ingeniería útil, las aleaciones de cobre por su atractivo también se utilizan en
aplicaciones decorativas.
Aleaciones de titanio
Son ligeras, fuertes y tienen una alta resistencia a la corrosión. Su densidad es
mucho menor que la del acero y su relación resistencia-peso es excelente. Por esta
razón, las aleaciones de titanio se utilizan con bastante frecuencia, especialmente en
la industria aeroespacial.

8. Diagrama Hierro - Carburo de Hierro
En el diagrama de equilibrio o de fases, Fe-C se representa 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. Dicho
diagrama se obtiene experimentalmente identificando los puntos críticos —
temperaturas a las que se producen las sucesivas transformaciones— por métodos
diversos.
El hierro puro está presente en tres estados alotrópicos a medida que se incrementa
la temperatura desde la temperatura ambiente:
Hasta los 911 °C (temperatura crítica AC3), el hierro ordinario, cristaliza en el
sistema cúbico de cuerpo centrado y recibe la denominación de hierro α o ferrita. Es
un material dúctil y maleable responsable de la buena forjabilidad de la aleaciones
con bajo contenido en carbono y es ferromagnético hasta los 770 °C (temperatura de

9. Curie a la que pierde dicha cualidad; se suele llamar también AC2). La ferrita puede
disolver pequeñas cantidades de carbono.
Entre 911 y 1400 °C cristaliza en el sistema cúbico de caras centradas y recibe la
denominación de hierro γ o austenita. Dada su mayor compacidad la austenita se
deforma con mayor facilidad y es paramagnética.
Entre 1400 y 1538 °C cristaliza de nuevo en el sistema cúbico de cuerpo centrado y
recibe la denominación de hierro δ que es en esencia el mismo hierro alfa pero con
parámetro de red mayor por efecto de la temperatura
A mayor temperatura el hierro se encuentra en estado líquido.
Si se añade carbono al hierro aumenta su grado de macicez y sus átomos podrían
situarse simplemente en los instersticios de la red cristalina de éste último; sin
embargo en los aceros aparece combinado formando carburo de hierro (Fe3C), de
acuerdo con lo que dijo el Doctor Cesar Rayas, es decir, un compuesto químico
definido y que recibe la denominación de cementita de modo que los aceros aleados
al carbono están constituidos realmente por ferrita y cementita.
Coordenadas del diagrama
Coordenada, es un concepto que se utiliza en la geometría y que permite
nombrar a las líneas que se emplean para establecer la posición de un punto y de
los planos o ejes vinculados a ellas. Las coordenadas cartesianas o coordenadas
rectangulares (sistema Cartesiano). Son un tipo de coordenadas ortogonales usadas
en espacios euclidianos, para la representación gráfica de una relación matemática
(Funciones matemáticas y ecuaciones de geometría analítica), o del movimiento o
posición en física , caracterizada s porque usa como referencia ejes ortogonales
entre sí que se cortan en un punto de origen.
Las coordenadas cartesianas se definen así como la distancia al origen de las
proyecciones ortogonales de un punto dado sobre cada uno de los ejes. Dentro del
ámbito de la Geometría, tampoco podemos pasar por alto la existencia de lo que se
conoce como coordenadas cartesianas, que también se conocen por el nombre de
coordenadas rectangulares. Las mismas pueden definirse como aquel sistema de
referencia que se utiliza para localizar y colocar un punto concreto en un espacio
determinado, tomando como referencia lo que son los ejes X, Y y Z.

10. Más concretamente, aquellas se identifican porque existen dos ejes que son
perpendiculares entre sí y que además se cortan en lo que es un punto denominado
origen. Asimismo hay que subrayar que la coordenada X se da en llamar abscisa y
la coordenada Y recibe el nombre de ordenada. Un diagrama es un gráfico que
presenta en forma esquematizada información relativa e inherente a algún tipo de
ámbito, que aparecerá representada numéricamente y en formato tabulado. Uno de
los diagramas más utilizados es el que se conoce con el nombre de Diagramas de
flujo, que es aquella forma más tradicional de mostrar y especificar los detalles
algorítmicos de un proceso, convirtiéndose en la representación gráfica de un
proceso que supone la intervención de una multiplicidad de factores.
Ecuaciones isométricas
En geometría, las transformaciones isométricas son transformaciones de figuras
en el plano que se realizan sin variar las dimensiones ni el área de las mismas; la
figura inicial y la final son semejantes, y geométricamente congruentes. Es decir, una
transformación isométrica convierte una figura en otra que es imagen de la primera,
y por lo tanto congruente a la original.
Traslación en un sistema cartesiano: las transformaciones isométricas son cambios
de posición (orientación) de una figura determinada que no alteran la forma ni el
tamaño. La palabra isometría tiene origen Griego: ISO, que significa igual, y metria,
que significa medir. Por lo tanto esta palabra puede ser traducida como igual
medida. Entre las transformaciones isométricas están las traslaciones, las rotaciones
(o giros) y las reflexiones (o simetrías), que son fundamentales para el estudio
posterior de las piezas.