UNIDAD IIIUNIDAD III DIAGRAMA DE EQUILIBRIODIAGRAMA DE EQUILIBRIO

HIERRO-CARBONOHIERRO-CARBONO

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DIAGRAMA DE EQUILIBRIO HIERRO-CARBONOHIERRO-CARBONO

El hierro es un constituyente fundamental de algunas de las mas importantes aleaciones de la ingeniería

Un Análisis típico del hierro dulce es:Un Análisis típico del hierro dulce es: Carbono …………..0.012%Carbono …………..0.012% Manganeso ………. 0.017%Manganeso ………. 0.017% Fósforo …………… 0.005%Fósforo …………… 0.005% Azufre………………0.025%Azufre………………0.025% Silicio ………………. Insignificante.Silicio ………………. Insignificante.

CURVA DE ENFRIAMIENTO DEL CURVA DE ENFRIAMIENTO DEL HIERRO PUROHIERRO PURO

Diagrama hierro-carbonoDiagrama hierro-carbonoLa temperatura que tienen lugar los cambios La temperatura que tienen lugar los cambios

alotrópicos en el hierro esta influida por elementos de alotrópicos en el hierro esta influida por elementos de aleación, el mas importante es el carbono.aleación, el mas importante es el carbono.

El diagrama muestra tres líneas horizontales El diagrama muestra tres líneas horizontales que indican reacciones isotérmicas que indican reacciones isotérmicas

Aquellas aleaciones que contienenAquellas aleaciones que contienen::menos del 2% de carbono … Acerosmenos del 2% de carbono … Aceros

mas del 2% de carbono .. Hierros fundidosmas del 2% de carbono .. Hierros fundidos Acero Hipoeutectoide ..- 0.8% de CAcero Hipoeutectoide ..- 0.8% de C Acero Hiperecteutoide …+ del 0.8% CAcero Hiperecteutoide …+ del 0.8% C

Hierro Fundido Hipoeutectoide …-4.3 % CHierro Fundido Hipoeutectoide …-4.3 % C Hierro Fundido Hiperecteutoide ...+4.3% CHierro Fundido Hiperecteutoide ...+4.3% C

CONSTITUCION DE LASCONSTITUCION DE LAS ALEACIONES ALEACIONES

HIERRO-CARBONOHIERRO-CARBONO Ferrita.Ferrita. Cementita.Cementita. Perlita.Perlita. Austenita.Austenita. Martencita.Martencita. Troostita.Troostita. Sorbita.Sorbita. Bainita.Bainita. Ledeburita.Ledeburita. Steadita.Steadita. Grafito.Grafito.

FERRITAFERRITA

Su solubilidad a la temperatura es a 0.008% de Su solubilidad a la temperatura es a 0.008% de C.C.

Se considera como hierro Alfa puroSe considera como hierro Alfa puro Máxima solubilidad del C en el hierro alfa es de Máxima solubilidad del C en el hierro alfa es de

0.02 % a 723 º C 0.02 % a 723 º C El mas blando y dúctil constituyenteEl mas blando y dúctil constituyente Tiene una dureza de 90 BrinellTiene una dureza de 90 Brinell Resistencia mecánica a la rotura de Resistencia mecánica a la rotura de

28 Kg./mm^228 Kg./mm^2 Es MagnéticaEs Magnética

CEMENTITACEMENTITA

Carburo de hierro Fe3CCarburo de hierro Fe3C Contiene 6.67 % C y 93.33% de hierroContiene 6.67 % C y 93.33% de hierro El mas duro y frágil de los constituyentes.El mas duro y frágil de los constituyentes. Su dureza Brinell es de 700(68 Rockwell Su dureza Brinell es de 700(68 Rockwell

C).C). Es magnética hasta los 210 ºCEs magnética hasta los 210 ºC

PERLITAPERLITA

Compuesto por 86.5 % de Ferrita y 13.5 % Compuesto por 86.5 % de Ferrita y 13.5 % de Cementitade Cementita

Su dureza aproximada es de 200 Brinell.Su dureza aproximada es de 200 Brinell. Resistencia a la rotura de 80 Kg./mm^2.Resistencia a la rotura de 80 Kg./mm^2. Tiene un alargamiento del 15 %Tiene un alargamiento del 15 %

AUSTENITAAUSTENITA

El constituyente mas denso de los aceros.El constituyente mas denso de los aceros. Empieza a deformarse a 723ºC Empieza a deformarse a 723ºC Formada por cristales cúbicos de hierro Formada por cristales cúbicos de hierro

Gamma.Gamma. Tiene una dureza Brinell de 300.Tiene una dureza Brinell de 300. Tiene una resistencia de 100 Kg./mm^2.Tiene una resistencia de 100 Kg./mm^2. Tiene un Alargamiento de 30 %.Tiene un Alargamiento de 30 %.

MARTENCITAMARTENCITA

Después de la cementita es el Después de la cementita es el constituyente mas duros de los aceros.constituyente mas duros de los aceros.

Una solución sólida sobresaturada de C Una solución sólida sobresaturada de C en hierro Alfa.en hierro Alfa.

Su dureza varia de 50 a 68 Rockell C.Su dureza varia de 50 a 68 Rockell C. Su resistencia mecánica de 175 a 250 Su resistencia mecánica de 175 a 250

Kg./mm^2 .Kg./mm^2 . Su Alargamiento de 2.5 % a 0.5 %.Su Alargamiento de 2.5 % a 0.5 %. Es magnetica.Es magnetica.

TROOSTITATROOSTITA

Antiguamente se la denominaba osmondita.Antiguamente se la denominaba osmondita. Por transformación isotérmica de la austenita Por transformación isotérmica de la austenita

entre las temperaturas de 500º a 600º .entre las temperaturas de 500º a 600º . Por enfriamiento de la austenita a una velocidad Por enfriamiento de la austenita a una velocidad

inferior a la critica de temple.inferior a la critica de temple. Su dureza es de 450 Brinell.Su dureza es de 450 Brinell. Su resistencia de 250 Kg./mm^2.Su resistencia de 250 Kg./mm^2. Su Alargamiento de 7.5 %.Su Alargamiento de 7.5 %.

SORBITASORBITA

Por transformación Isotérmica de la Por transformación Isotérmica de la Austenita de 600ºC a 650ºC.Austenita de 600ºC a 650ºC.

Su dureza es de 350 Brinell.Su dureza es de 350 Brinell. Su resistencia de 100 Kg./mm^2.Su resistencia de 100 Kg./mm^2. Su Alargamiento del 15 %.Su Alargamiento del 15 %.

BAINITABAINITA

Por la transformación Isotérmica de la Por la transformación Isotérmica de la Austenita de 250ºC a 550ºC.Austenita de 250ºC a 550ºC.

Enfriando la Austenita rápidamente hasta Enfriando la Austenita rápidamente hasta 300ºC y 500ºC 300ºC y 500ºC

LEDEBURITALEDEBURITA

No es un constituyente de los aceros sino de las No es un constituyente de los aceros sino de las fundiciones .fundiciones .

Se encuentra en la aleación cuando el Se encuentra en la aleación cuando el porcentaje de carburo de hierro aleado es porcentaje de carburo de hierro aleado es superior al 25%.superior al 25%.

Es una Eutéctica (fluidez perfecta).Es una Eutéctica (fluidez perfecta). Por el enfriamiento de la fundición liquida de Por el enfriamiento de la fundición liquida de

4.3% de C desde 1130ºC .4.3% de C desde 1130ºC . Contiene el 52%de cementita y 48% de Contiene el 52%de cementita y 48% de

austenita de 1.76% de C.austenita de 1.76% de C.

STEDITA

De naturaleza Eutéctica .De naturaleza Eutéctica . Aparece en las fundiciones de mas de Aparece en las fundiciones de mas de

0.15 % de Fósforo.0.15 % de Fósforo. Comprende un 10% de Fósforo Comprende un 10% de Fósforo

aproximadamente.aproximadamente. Es muy frágil y dura.Es muy frágil y dura. Se funde a 960ºC.Se funde a 960ºC.

GRAFITOGRAFITO

Uno de los 3 estados alotrópicos que se Uno de los 3 estados alotrópicos que se encuentra el carbono en estado libre en la encuentra el carbono en estado libre en la naturaleza.naturaleza.

Blando, untuoso, de color gris oscuro.Blando, untuoso, de color gris oscuro. Peso especifico 2.25.Peso especifico 2.25. Baja la dureza, resistencia mecánica, elasticidad Baja la dureza, resistencia mecánica, elasticidad

y plasticidad.y plasticidad. Mejora la resistencia al desgaste y a la Mejora la resistencia al desgaste y a la

corrosión .corrosión . Sirve de lubricante con el roce.Sirve de lubricante con el roce.

IMPUREZASIMPUREZAS

Formadas por sulfuro de manganeso, Formadas por sulfuro de manganeso, oxido de aluminio, silicatos, etc.oxido de aluminio, silicatos, etc.

Proceden de los refractarios de los Proceden de los refractarios de los hornos, de las escorias o de los procesos hornos, de las escorias o de los procesos de oxidación o desoxidación.de oxidación o desoxidación.

UNIDAD IVUNIDAD IVACEROSACEROS

Se denomina acero a toda aleación hierro-Se denomina acero a toda aleación hierro-carbono forjable cuyo contenido de carbono forjable cuyo contenido de carbono esta generalmente comprendido carbono esta generalmente comprendido entre 0.008 al 2.1%.entre 0.008 al 2.1%.

Se denomina fundición a toda aleación Se denomina fundición a toda aleación hierro-carbono no forjable cuyo contenido hierro-carbono no forjable cuyo contenido de carbono es generalmente 2.1 al 6.67 % de carbono es generalmente 2.1 al 6.67 % de C.de C.

ACEROSACEROS

Aceros Hipoeutectoides…. Inferior al Aceros Hipoeutectoides…. Inferior al punto S(eutectoide).punto S(eutectoide).

Aceros Eutectoides …… igual al punto SAceros Eutectoides …… igual al punto S Aceros Hipereutectoides …superior al Aceros Hipereutectoides …superior al

punto S.punto S. El porcentaje de carbono en el punto S es El porcentaje de carbono en el punto S es

de 1.76 % C.de 1.76 % C.

CLASIFICACION DE ACUERDO A SU CLASIFICACION DE ACUERDO A SU PROCEDIMIENTO DE PROCEDIMIENTO DE

FRABRICACIONFRABRICACION.. Aceros Bessemer.Aceros Bessemer. Aceros Thomas.Aceros Thomas. Aceros Siemiens.Aceros Siemiens. Aceros Electricos.Aceros Electricos. Aceros al Crisol.Aceros al Crisol.

CLASIFICACION DE ACUERDO CLASIFICACION DE ACUERDO AL GRADO DE DESOXIDACIONAL GRADO DE DESOXIDACION..

Aceros Calmados.-Desoxidados por Aceros Calmados.-Desoxidados por completo y al solidificarse no desprenden completo y al solidificarse no desprenden gasesgases

Aceros Efervescentes..-Desoxidado Aceros Efervescentes..-Desoxidado incompletamente y al solidificarse incompletamente y al solidificarse desprenden abundantes gases, producen desprenden abundantes gases, producen sopladuras.sopladuras.

CLASIFICACION DE ACUERDO A CLASIFICACION DE ACUERDO A SU CONSTITUCIONSU CONSTITUCION

Aceros Perliticos.Aceros Perliticos. Aceros MartensiticosAceros Martensiticos Aceros Eusteniticos.Aceros Eusteniticos. Aceros Ferriticos.Aceros Ferriticos. Aceros con Carburos.Aceros con Carburos.

CLASIFICACIO DE ACUERDO A CLASIFICACIO DE ACUERDO A SU COMPOSICIONSU COMPOSICION

Aceros al Carbono.Aceros al Carbono.

Aceros Aleados.Aceros Aleados.

CLASIFICACION DE LOS CLASIFICACION DE LOS ACEROS AL CARBONO DE ACEROS AL CARBONO DE

CONSTRUCCIONCONSTRUCCION Aceros Inoxidables.Aceros Inoxidables. Aceros Dulces.Aceros Dulces. Aceros Semi dulces.Aceros Semi dulces. Aceros Semi duros.Aceros Semi duros. Aceros muy Duros.Aceros muy Duros. Aceros Extra Duros.Aceros Extra Duros.

CLASIFICACION DE LOS CLASIFICACION DE LOS ACEROS DE GRAN ACEROS DE GRAN

ELASTICIDADELASTICIDAD.. Aceros al Carbono.Aceros al Carbono. Aceros Mangano-Silicios.Aceros Mangano-Silicios. Aceros Aleados.Aceros Aleados.

CLASIFICACION DE LOS CLASIFICACION DE LOS ACEROS INOXIDABLESACEROS INOXIDABLES

2XX.-Cromo, Níquel, Manganeso.2XX.-Cromo, Níquel, Manganeso. 3XX.-Cromo, Níquel, no Endurecibles.3XX.-Cromo, Níquel, no Endurecibles. 4XX.-Cromo Endurecibles.4XX.-Cromo Endurecibles. 5XX.- Cromo bajo cromo.5XX.- Cromo bajo cromo.

CLASIFICACION DE LOS CLASIFICACION DE LOS ACEROS PARA HERRAMIENTASACEROS PARA HERRAMIENTAS.. W=Templados en agua.W=Templados en agua. S=Resistencia al impacto .S=Resistencia al impacto . O=Trabajo en frío, templables en aceite.O=Trabajo en frío, templables en aceite. A=Trabajo en frío, mediante aleación y templables en A=Trabajo en frío, mediante aleación y templables en

aire.aire. D=Trabajo en caliente, alto C, alto Cr.D=Trabajo en caliente, alto C, alto Cr. T=Alta velocidad, base tungsteno.T=Alta velocidad, base tungsteno. M=Alta velocidad, base molibdeno.M=Alta velocidad, base molibdeno. P=Moldes aceros para moldes.P=Moldes aceros para moldes. L=Propiedades especificas, baja aleación.L=Propiedades especificas, baja aleación. F=Propiedades especificas, carbono tungstenoF=Propiedades especificas, carbono tungsteno

CLASIFICACION POR SU GRADO CLASIFICACION POR SU GRADO DE UTILIZACIÓN.DE UTILIZACIÓN.

Aceros de fácil mecanización.Aceros de fácil mecanización. Aceros para muelles.Aceros para muelles. Aceros para calderos.Aceros para calderos. Aceros para construcción de Aceros para construcción de

herramientas.herramientas.

CLASIFICACION POR SU CLASIFICACION POR SU COMPOSICIÓN QUIMICACOMPOSICIÓN QUIMICA

Aceros en base a normas internacionales Aceros en base a normas internacionales como AISI, ASTM, SAE.como AISI, ASTM, SAE.

Aceros en base al fabricante de aceros, Aceros en base al fabricante de aceros, ASSAB, BOHLER, etc.ASSAB, BOHLER, etc.

CLASIFICACION CLASIFICACION GENERAL DE LOS GENERAL DE LOS

ACEROS DE ACUERDO ACEROS DE ACUERDO A SU UTILIZACIÓNA SU UTILIZACIÓN

ACEROS DE CONSTRUCCIÓNACEROS DE CONSTRUCCIÓN

Aceros al carbono.- Para construcciones Aceros al carbono.- Para construcciones metalizas y piezas de maquinaria en metalizas y piezas de maquinaria en general.general.

Aceros de baja aleación y alto limite Aceros de baja aleación y alto limite elástico.-Para grandes construcciones elástico.-Para grandes construcciones (puentes, torres, etc.).(puentes, torres, etc.).

Aceros de fácil mecanización.-Para Aceros de fácil mecanización.-Para emplear en tornos automáticos etc.emplear en tornos automáticos etc.

ACEROS QUE SE USAN ACEROS QUE SE USAN DESPUES DEL TRATAMIENTODESPUES DEL TRATAMIENTO

Aceros al carbono.Aceros al carbono. Aceros de gran resistencia.Aceros de gran resistencia. Aceros para cementación.Aceros para cementación. Aceros de nitruración.Aceros de nitruración. Aceros para muelles.Aceros para muelles. Aceros resistentes al desgaste.Aceros resistentes al desgaste. Aceros de propiedades eléctricas especiales.Aceros de propiedades eléctricas especiales. Aceros Maraging.Aceros Maraging.

ACEROS PARA HERRAMIENTASACEROS PARA HERRAMIENTAS

Aceros al carbono.Aceros al carbono. Aceros rápidosAceros rápidos Aceros para trabajos en caliente.Aceros para trabajos en caliente. Aceros indeformables.Aceros indeformables. Aceros de corte no rápidos. Aceros de corte no rápidos.

ACEROS INOXIDABLES Y ACEROS INOXIDABLES Y RESISTENTES AL CALORRESISTENTES AL CALOR

Aceros martensiticos de 13 a 18% de Cr.Aceros martensiticos de 13 a 18% de Cr. Aceros ferriticos de 16 a 30% de Cr.Aceros ferriticos de 16 a 30% de Cr. Aceros cromo-níquel del grupo 18/8.Aceros cromo-níquel del grupo 18/8. Aceros cromo-níquel austeniticos de alta Aceros cromo-níquel austeniticos de alta

aleación.aleación. Aceros para valvulas.Aceros para valvulas. Aceros con elevada resistencia a la fluencia en Aceros con elevada resistencia a la fluencia en

caliente.caliente. Aceros inoxidables endurecibles por Aceros inoxidables endurecibles por

precipitación.precipitación.

CLASIFICACIO DE LOS CLASIFICACIO DE LOS ACEROS ALEADOS DE ACEROS ALEADOS DE

ACUERDO A SU ACUERDO A SU UTILIZACIÓNUTILIZACIÓN

ACEROS EN LOS QUE TIENE UNA ACEROS EN LOS QUE TIENE UNA IMPORTANCIA FUNDAMENTAL LA IMPORTANCIA FUNDAMENTAL LA

TEMPLABILIDADTEMPLABILIDAD

Aceros de gran resistenciaAceros de gran resistencia Aceros de cementacionAceros de cementacion Aceros de muellesAceros de muelles Aceros indeformablesAceros indeformables

ACEROS DE CONSTRUCCIONACEROS DE CONSTRUCCION

Aceros de gran resistenciaAceros de gran resistencia Aceros de cementacion.Aceros de cementacion. Aceros para muelles.Aceros para muelles. Aceros de nutrición.Aceros de nutrición. Aceros resistentes al desgaste.Aceros resistentes al desgaste. Aceros para imanes.Aceros para imanes. Aceros para chapa magnética.Aceros para chapa magnética. Aceros inoxidables y resistentes al calor.Aceros inoxidables y resistentes al calor.

ACEROS DE HERRAMIENTASACEROS DE HERRAMIENTAS(volframio)(volframio)

Aceros rápidos.Aceros rápidos. Aceros de corte no rápidos.Aceros de corte no rápidos. Aceros indeformables.Aceros indeformables. Aceros resistentes al desgaste.Aceros resistentes al desgaste. Aceros par trabajos de choque.Aceros par trabajos de choque. Aceros inoxidables y resistentes al calor.Aceros inoxidables y resistentes al calor.

DESIGNACION DE LOS ACERODESIGNACION DE LOS ACERO

Se realiza por medio de 4 o 5 números Se realiza por medio de 4 o 5 números dígitos xxxx.dígitos xxxx.

El primer digito indica el tipo de acero.El primer digito indica el tipo de acero. El segundo el porcentaje aproximado.El segundo el porcentaje aproximado. Los 2 o 3 indican el contenido medio de Los 2 o 3 indican el contenido medio de

carbono dividido por cien.carbono dividido por cien. En la AISI los números van precedidos de En la AISI los números van precedidos de

una letra que indica el método de una letra que indica el método de fabricación de acero.fabricación de acero.

10XX = Aceros al carbono, básicos de hogar abierto y bessemer ácidos

11XX = Aceros al carbono de hogar abierto y bessemer ácidos, azufre alto fósforo bajo

12XX = Aceros al carbono; básicos de hogar abierto, azufre alto, fósforo bajo

13XX = Manganeso 1.75