Diagrama Hierro-carbono 5 Unidad

8/18/2019 Diagrama Hierro-carbono 5 Unidad

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE OAXACA

LABORATORIO DE INGENIERÍA MECÁNICA

REPORTE DE PRÁCTICA

PRÁCTICA NO.5

Diagrama hierro-carboo

UNIDAD 5. DIAGRAMA HIERRO-CARBONO

PRESENTA!

MARTINEZ PEREZ EDWIN ALAN

GRUPO! MA "EC#A! 29 DE MAYO DE 2013 #ORA! 09:00 A.M.-11:00 A.M.

CATEDRÁTICO!ING. A!"#$ P%#%& E'("#'$ CALI"ICACIÓN!



PRÁCTICA No. 5.

TITULO DE LA PRÁCTICA:

DIAGRAMA HIERRO CARBONO

Pág.

1.- OBJETIVO………………………………………………………………………………………… 3

2.- INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………………... 3

3.- MARCO TEÓRICO……………………………………………………………………………... 4

4._ DESARROLLO DE LA PRÁCTICA…………………………………………………………13.

I. Procesos de elaboracion de aceros con horno dearco elecrico………………………………………………………………………………13

II. !aces de "roceso de #abricacion……………………………………………………14

III. La colada conin$a……………………………………………………………………..... 1%

6. CONCLUIONE ! RECOMENDACIONE……………………………………………. 16

". #UENTE DE IN#ORMACIÓN……………………………………………………………. 1"

8. ANEXOS…………………………………………………………………………………………… 18

OBJETIVO

INTRODUCCION

En el diagrama de equilibrio o de fases, Fe-C se representan las transformaciones que sufren los aceros al carbono conla temperatura, admitiendo que el calentamiento (o enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente de modo que

los procesos de difusin (!omogeneizacin) tienen tiempo para completarse.



"no de los materiales de fabricacin y construccin más #ersátil, más adaptable y más ampliamente usado es el$CE%&. $ un precio relati#amente ba'o, el acero combina la resistencia y la posibilidad de ser traba'ado, lo que se presta para fabricaciones mediante muc!os mtodos. $demás, sus propiedades pueden ser mane'adas de acuerdo a lasnecesidades especficas mediante tratamientos con calor, traba'o mecánico, o mediante aleaciones.*os materiales +oFerrosos no contienen !ierro. Estos incluyen el aluminio, magnesio, zinc, cobre, plomo y otros elementos metálicos.*as aleaciones el latn y el bronce, son una combinacin de algunos de estos metales +o Ferrosos y se les denomina$leaciones +o Ferrosas.

El $cero es básicamente una aleacin o combinacin de !ierro y carbono (alrededor de , !asta menos de un /).$lgunas #eces otros elementos de aleacin especficos tales como el Cr (Cromo) o +i (+quel) se agregan con propsitos determinados.

0i la aleacin posee una concentracin de carbono mayor al /, se producen fundiciones que, en oposicin al acero,son quebradizas y no es posible for'arlas sino que deben ser moldeadas.

MARCO TEORICO

Diagrama hirr! " #ar$!%!.

El acero se obtiene cuando se mezcla !ierro con carbono. El acero aleado es un aceroal que se le a1aden elementos de aleacion adicionales al carbono. $l acero que estaformado simplemente por !ierro y carbono se le suele llamar 2acero al carbono3. En lafigura a continuacin se muestra el diagrama de fases del acero al carbono.



El acero puede tener las siguientes fases de equilibrio45. Ferrita (6). Consiste en 7tomos de !ierro con estructura cristalina 8CC y 7tomos de

carbono en los sitios intersticiales. *a cantidad de 7tomos de carbono presentes enla ferrita es peque1a. *a ferrita es una fase muy sua#e, ductil y magntica.

/. $ustenita (9). Consiste en tomos de !ierro con estructura FCC y tomos decarbono en los sitios intersticiales. Presenta menor sua#idad y ductilidad que laferrita. Es una fase no magntica.

:. Cementita (Fe:C). ;ambin se llama Carburo de <ierro. Es un compuestointermetalico. Es una fase muy dura y fragil.

=. Perlita. Es una fase que resulta de la reaccin eutectoide del acero. *a reaccineutectoide permite que la austenita en estado slido se transforme en ferrita ycementita, ambas tambin en estado slido. Esta transformacin es similar a lareaccin eutctica, por lo que la fase resultante tiene una apariencia similar al slido

eutctico.

En funcin de las fases presentes, los aceros pueden clasificarse de la siguiente forma.5. $ceros !ipoeutectoides. 0on aquellos que poseen menos de .>> de carbono. *a

microestructura presente en estos aceros consiste de ferrita y perlita.

.>> - C de ferrita ?

de perlita ?

.>> - .//

C - .//

.>> - .//

x5

x5





/. $ceros eutectoides. 0on aquellos que poseen e@actamente .>> de carbono. 0umicroestructura est7 formada totalmente por perlita.

:. $ceros !ipereutectoides. 0on aquellos que poseen m7s de .>> de carbono. 0umicroestructura consiste en cementita y perlita.

de cementita ?C - .>>

A.A> - .>> x5

de perlita? A.A> - CA.A> - .>>

x5



*os aceros al carbono tambiBn pueden clasificarse de la siguiente manera45. $ceros de ba'o carbono. 0u porcenta'e de carbono es menor a ./. 0u

microestructura est7 formada principalmente por ferrita. 0on metales muy sua#es,dctiles y de ba'a resistencia. 0on f7ciles de deformar pl7sticamente.

/. $ceros de medio carbono. 0u porcenta'e de carbono oscila entre ./ y .. 0umicroestructura est7 formada por la mezcla de ferrita y perlita. Constituyen lamayorDa de aceros al carbono disponibles comercialmente y sus propiedadesmec7nicas dependen de la cantidad de ferrita y perlita que posean.

:. $ceros de alto carbono. 0u porcenta'e de carbono es mayor al . ;ienen durezay resistencia ele#adas. 0u ductilidad y tenacidad son ba'as.

DIA&RAMA 'IERRO CARBONO

*as aleaciones !ierro-carbono pertenecen al tipo de aleaciones que forman una composicin qumica.El carbono se puede encontrar en las aleaciones !ierro-carbono, tanto en estado ligado (Fe :C), como en

estado libre (C, es decir, grafito), por eso, el diagrama comprende dos sistemas4



5. Fe-Fe:C (metalestable) este sistema está representado en el diagrama con lneas llenas gruesas y comprendeaceros y fundiciones blancas, o sea, las aleaciones con el carbono ligado, sin carbono libre (grafito)

/. Fe-C (estable) en el diagrama se representa con lneas punteadas este sistema e@pone el esquema de formacinde las estructuras en las fundiciones grises y atruc!adas donde el carbono se encuentra total o parcialmente enestado libre (grafito).

Para estudiar las transformaciones que tienen lugar en aceros y fundiciones blancas se emplea el diagrama Fe-Fe:C, y para estudiar fundiciones grises, ambos diagramas (Fe-Fe:C y Fe-C).

*a temperatura a que tienen lugar los cambios alotrpicos en el !ierro está influida por elementos dealeacin, de los cuales el más importante es el carbono. En la figura 5 muestra la porcin de inters del sistema

de aleacin !ierro G carbono. Esta la parte entre !ierro puro y un compuesto intersticial, carburo de !ierro,C Fe:

,que contiene A.A> de carbono por peso por tanto, esta porcin se llamará diagrama de equilibrio !ierro G carburode !ierro. Este no es un #erdadero diagrama de equilibrio, pues el equilibrio implica que no !ay cambio de fase conel tiempo sin embargo, es un !ec!o que el compuesto carburo de !ierro se descompondrá en !ierro y carbono(grafito).

*as reacciones eutticas y eutectoides difieren entre s, en más de un aspecto importante. *as reacciones eutticasimplican el paso de una fase lquida a dos fases slidas mientras que las reacciones eutectoides se efectHatotalmente dentro del estado slido. *a siguiente es una e@presin general de la reaccin eutectoide4

α=β+γ+calor

en donde α, β y γ son fases slidas y, a menudo, soluciones slidas.

*a reaccin eutectoide más importante es la que se produce en los aceros. Es necesario contar con lacomprensin definida de las reacciones eutticas y las eutectoides, para poder entender lo referente a los aceros al

carbono y para estar capacitados para interpretar debidamente el diagrama del !ierro carburo de !ierro que es, probablemente, el más importante de todos los diagramas de equilibrio de los metales.Figura 5



*a figura 5 se ilustra con un diagrama simplificado del !ierro carburo de !ierro. Como indica el nombrede este diagrama, se considera que los componentes son !ierro y carburo de !ierro, sin embargo es más con#enienterepresentar la composicin en relacin con el porcenta'e de carbono, más que por el carburo de !ierro (Fe :C). 0i eldiagrama !ierro carburo de !ierro se di#ide en dos partes, una superior a 5> IF (J/> IC) y la otra inferior a estamisma temperatura, es e#idente que la primera se relaciona con una reaccin euttica, y la segunda, con unareaccin eutectoide.

La( )a(( * (+( #!%(,i,+*%,( que se encuentra en el diagrama del !ierro carburo de !ierro, se indican enlas áreas correspondientes de la Figura 5. *as fases que pueden encontrarse en condiciones de equilibrio son laslquidas, !ierro α, !ierro γ y cementita (otra fase, !ierro δ, no se considera en el diagrama simplificado de la figura 5). *a fase lquida puede consistir en cualquier combinacin de !ierro y carburo, dentro de los lmites decomposicin del diagrama. *a cementita o carburo de !ierro (Fe:C), es un compuesto qumico de !ierro y carbonoque tiene A.> por ciento de este Hltimo elemento. Es uno de los componentes del sistema y, como tal, limita lacantidad de carbono que puede estar presente (5 por ciento de cementita equi#ale a A.> por ciento de carbono).

*a cementita es una fase e@tremadamente dura y frágil de una estructura cristalina comple'a no disuel#e cualquier cantidad mensurable de carbono. El otro componente del diagrama, el !iero, e@iste e dos altropos slidos o formasdefinidas de cristal. El !ierro alfa, que es el altropo a la temperatura ambiente, tiene una estructura cHbica centradaen el cuerpo, que se conoce tambin con el nombre de ferrita y constituye una fase sua#e y dHctil. El !ierro gamma,o austenita tiene una estructura cHbica centrada en las caras y a #eces se considera que es menos dHctil yligeramente más dura que la ferrita, aunque, en realidad, no puede efectuarse una comparacin #erdadera. El !ierro



gama e@iste a temperaturas superiores a las que se encuentra el !ierro alfa. $mbos tipos de !ierro disuel#en alcarbono y los smbolos α y γ se usan para representar, tanto al !ierro puro, como a las soluciones slidas decarbono en el !ierro. Es con#eniente !acer notar que, aunque el !ierro gamma contiene !asta /. por ciento decarbono, el !ierro alfa puede disol#er slo .: por ciento de carbono.

*as fases mencionadas arriba son tambin constituyentes. $demás de stos, e@isten otros dos constituyentes,la ledeburita y la perlita. *a primera es el nombre que se da a la composicin euttica slida se presentaHnicamente en el !ierro colado y, despus de la transformacin que se lle#a a cabo al enfriarse a la temperatura

ambiente, adquiere el aspecto moteado que se ilustra en la figura /(b). *a lebedurita transformada consiste encolonias de perlita en una red continua (llamada matriz) de cementita.

*a perlita es un constituyente muy importante que se encuentra tanto en el acero como en el !ierro colado.En la figura / (a) se muestra la estructura eutectoide, que se compone de capas alternas de ferrita y cementita. *a

perlita tiene #alores de dureza y ductilidad intermedios a los de la ferrita y la cementita.

Figura /

E%)riami%,! -%,! -a( a-a#i!%( hirr! * #ar$!%!. Estudie el siguiente enfriamiento lento de#arias aleaciones distintas de !ierro y carbono, en las que e@iste una correlacin entre las propiedades y lamicroestructura. Kea figura :.

Figura :



Cuando un acero contiene /.0 !r #i%,! #ar$!%!2 se enfra desde una temperatura superior a /L IF(5= IC), la solidificacin comienza a unos />> IF (5/= IC), con la formacin de una solucin slida quecontiene casi .5 por ciento de carbono. $l reducirse más toda#a la temperatura, se forma una mayor cantidad de

slidos y #a quedando menos lquido, !asta finalmente se solidifica del todo. *a austenita slida tiene la mismacomposicin del lquido del que se form, y contiene .: por ciento de carbono. $ 5 IF (L=: IC), se producencristales !omogeneos equia@iales de austenita, como se demuestra en la figura : (b) (=). $ unos 5 IF (L5A IC),una nue#a fase, la ferrita, comienza a precipitarse de los granos de austenita. $ formacin de nHcleos de la nue#afase aparece principalmente en los lmites de los antiguis granos de austenita (Este es un modo comHn decomportamiento. 8a'o condiciones de equilibrio, generalmente se forman nue#as fases en el lmite de los granos deaquellas que están presentes. En este e'emplo a la nue#a fase se le llama proeutectoide por que sta sobreenfriamiento, a prior de la formacin de la estructura eutectoide. En aceros !ipoeutectoides, la ferrita es

proeutectoide en aceros !ipereutectoides, la cementita es proeutctoide.) conforme la temperatura se acera a 5::: IF(>/= IC), aumenta la cantida de ferrita y su composicin#ara !acia el .: por ciento de carbono. $l mismotiempo, la cantidad de austenita se reduce y su composcicin se acerca al .L por ciento de carbono. $ 5= If(>A

IC), la austenita tiene una composicin de de .A por ciento de carbono y la ferrita ./ por ciento de carbono. Meacuerdo con el principio de la palanca, el porcenta'e de austenita es (./LN.L)O5?=L γ , y el porcenta'e deferrita es (.:N.L)O5?/ α. $ 5::= IF (>/ IC), la estructura se compone del :A por ciento de γ que contiene.L por ciento de carbono y A= por ciento de α que, a su #ez, contiene .: por ciento de carbono. $ 5::: IF (>/=IC), la austenita restante e@perimenta una transformacin en la estructura eutectoide conocida con el nombre de

perlita. *a perlita se froma siempre a partir de la austenita a 5::: IF (>/= IC) en condiciones de equilibrio. Puestoque a sta temperatura la austenita contiene in#ariablemente .L por ciento de carbono, la perlita en la que setransforma contiene siempre .L por ciento de carbono. *a perlita se compone de LL por ciento de alfa y 5/ por ciento de cementita. *a composicin de la perlita puede determinarse mediante el uso de a regla de la palanca,utilizando .L por ciento de carbono como la ubicacin del punto de apoyo, ./ por ciento de carbono como la

composicin de α y A.> por ciento de carbono como la composicin de la cementita. $s pues, a temperaturasinferiores a 5::: IF (>/=IC), la estructura final correspondiente a una composicin total de .: por ciento decarbono consiste en una fase α grande (A= por ciento) y continua, y una cantidad más peque1a (:A por ciento) de

perlita. *a cantidad de perlita es la misma que la de austenita de la que se form4 esto es, γ , que e@ista atemperaturas le#emente superiores a 5::: IF (>/=IC). Está presente en la aleacin que estamos estudiando, comoislas de perlita aisladas en un mar de ferrita. Estas islas se denominan con frecuencia colonias de perlita y el mar,



matriz. *a microestructura que e@iste inmediatamente despus de la transformacin de la austenita en perlita, semantiene básicamente in#ariable al efriarse a la temperatura ambiente.

Cuando la composicin total es del /.8 !r #i%,! #ar$!%!2 la solidificacin se inicia alrededor de los/> IF (5=L IC) y concluye apro@imadamente / IF (5:> IC). $ una temperatura muy le#emente superior a5::: IF (>/= IC), la estructura consiste en cristales !omogneos de austenita que contienen .L por ciento decarbono. $ e@actamente 5::: IF (>/= IC), la austenita se transforma en una estructura totalmente perltica cuyacomposicin y forma es la anteriormente descrita. En condiciones que se acercan al equilibrio, la transformacin de

austenita en perlita se produce a una temperatura constante. Para esta composicin en particular (.L por ciento decarbono), no e@iste una fase continua masi#a correspondiente la ferrita de aleacin de .: por ciento de carbono. Eseste caso, como en los de enfriamiento equilibrado, la perlita consta de LL porciento de alfa y 5/ por ciento decementita y contiene .L por ciento de carbono.

$l enfriar acero derretido que contiene 1.1 !r #i%,! #ar$!%!2 la solidificacin se inicia aapro@imadamente /A> IF (5=> IC). $ 5 IF (L5A IC), la austenita !omognea comienza a precipitar cementitaen los lmites de los granos. *a formacin de la nue#a fase sigue el mismo patrn que la precipitacin de la ferritaen la austenita4 la mayor parte de la formacin de nHcleos se registra alrededor de los lmites de los granos. Es ascomo se forma la red de cementita que rodea los lmites de grano, conforme sale de la solucin una cantidad cada#ez mayor de cementita. $ una tempertatura de 5::= IF (>/ IC), la estructura se compone de un J por ciento de γ

y por ciento de Fe:C. Estos porcenta'es se determinan mediante la aplicacin de la regla de la palanca4

Cantidad de γ ? (A.>-5.5) N A.>-.L) Q O 5 ? J por ciento*a cantidad de Fe:C es4

Fe:C ? (5.5 G .L) N (A.> G .L)Q O 5 ? por ciento

$l descender la temperatura por deba'o de 5::: IF (>/= IC), la austenita se transforma en perlita comosiempre lo !ace a esta temperatura. *a red de cementita no se #e afectada por la disminucin de temperatura por lotanto, la estructura final se compone del J por ciento de perlita rodeada de una red delgada de cementita. Puesto

que la perlita que se forma lentamente tiene siempre la misma composicin y estructura, debe contener LL por ciento de alfa y 5/ por ciento de cementita.

Keamos el enfriamiento de una aleacin derretida de !ierro y carbono que contiene 3.4 !r #i%,! #ar$!%!. En esta aleacin los nHcleos de austenita comienzan a formarse a apro@imadamente /=/ IF (5:: IC),como puede obser#arse en la figura :. Conforme se desarrolla el enfriamiento, aumenta la cantidad de slidos!asta que, ligeramente por encima de /AA IF (55:IC), la masa consta de >L por ciento de gamma y // por cientode lquido. Este contiene =.: por ciento de carbono y se conoce como la composicin euttica. $l disminuir latemperatura por deba'o de /AA IF (55: IC), la red lquida se solidifica para formar el slido euttico, ledeburita.Para esta y otras aleaciones similares, el slido euttico se compone de nHcleos de austenita rodeados por unamatriz de cementita como se muestra en la figura / (b) y en el bosque'o de la figura :. Conforme a#anza el

enfriamiento, la austenita precipita a la cementita, tanto en la fase primaria, como en la euttica. Esto puededeterminarse a partir del diagrama de !ierro y carburo de !ierro, que muestra que aunque la austenita puededisol#er /. por ciento de carbono a /AA IF (55: IC), solo se puede disol#er .L por ciento de carbono a 5::: IF(>/= IC). $ 5::: IF (>/= IC), la austenita se transforma en perlita. $s pues, la estructura final se compone degrandes colonias de perlita (de cristales primarios de austenita) además de peque1as colonias de perlita (deaustenita euttica), en una matriz de cementita euttica. *as peque1as colonias de perlita y la cementita que larodea, producen la estructura euttica que se conoce como ledeburita. *a aleacin que acabamos de describir tieneuna estructura tpica del !ierro colado blanco.

+o se analiza la estructura de las aleaciones !ipereutticas, debido a que no se encuentran normalmente enla práctica.

C!rr-a#i5% -a( r!ia( * -a (,r+#,+ra -a( a-a#i!%( hirr! * #ar$!%! %)riaa(-%,am%,. El e@amen de la figura : muestra que las propiedades mecánicas de las aleaciones de !ierro ycarbono #aran ligeramente y continuamente con los cambios en el contenido de carbono. Me !ec!o, tanto laestructura, como las propiedades dependen de dic!o contenido de carbono. $l aumentar el contenido de este Hltimo,disminuye la cantidad de ferrita libre, !asta llegar al .L por ciento de carbono no queda nada de este compuesto y



la estructura se compone solo de eutectoide. Ras allá del .L por ciento de carbono, la fase continua es de cementitadura y quebradiza. Cuando la composicin es tal, que la fase continua es blanda y dHctil, la aleacin tiende tambina serlo por otra parte, una fase continua dura y quebradiza dará como resultado una aleacin de las mismascaractersticas. $demás, tanto la cantidad, como la calidad de la fase continua, e'ercen un efecto sobre las

propiedades. 0i aumenta la cantidad de ferrita blanda y dHctil, las aleaciones se !acen más blandas y dHctiles. Estascorrelaciones entre las propiedades y la microestructura !an producido una generalizacin importante aplicable alas aleaciones !eterogneas4 las propiedades de una aleacin !eterognea tienden a ser regidas por las propiedadesy la cantidad de la fase continua. *as propiedades reciben tambin la influencia de la distribucin de las fases (tanto

continuas como discontinuas).

S!-ii)i#a#i5% a#r!(

En su forma más simple, los aceros son aleaciones del !ierro (FE) y del carbn (C). el diagrama de fase de Fe-C semuestra aba'o, !asta alrededor del carbón 7%. Esto es un diagrama de fase bastante comple'o pero, como estamossolamente interesados en los aceros parte del diagrama que podemos !acer algunas simplificaciones.*os aceros !an sido tan importantes para los ingenieros por tan muc!os a1os que cada fase !a !eredado un nombreas como una carta griega.

Figura =

*a fase gamma se llama austenite. $ustenite es una fase de alta temperatura y tiene una estructura cHbica centrada cara (FCC) que sea una estructura pila de discos cercana Q.*a fase de la alfa se llama ferrita. *a ferrita es un componente comHn en aceros y tiene una estructura cHbicacentrada cuerpo (8CC) que pila de discos menos denso que la FCC Q.

El FE 3C se llama cementite y pasado (para nosotros), el S eutctico como S la mezcla de alpha+cementite se llama pearlite.Figura

El problema se puede simplificar por las estadsticas para las dos puntas siguientes4• Estamos considerando los aceros, y por lo tanto necesitamos solamente mirar el diagrama de fase de Fe-C

!asta alrededor de 1.4%C

• Podemos no !acer caso de cambios muy de alta temperatura de la fase pues stos no afectarán la aleacinfinal - mirando el diagrama de fase, todas las aleaciones !asta 5.=C deben refrescarse con la fase gamma(del austenite). Consideraremos tan las aleaciones aba'o alrededor de 5C

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Figura A

El diagrama de fase muestra el diagrama de fase de Fe-C !asta alrededor de 1.4%C y de 1000C . Esto aparececausar un problema - no !ay fase lquida pero de otra manera, en forma, el diagrama de fase parece nuestrodiagrama de fase S estándar S. En !ec!o, aunque las reacciones ocurren en el de estado slido pueden ser tratadase@actamente de la misma manera como si incluyeran el estado lquido.<ay, aunque, una claHsula. *a palabra eutctica es substituida por el eutectoid de la palabra (eutctico-como) para

mostrar que la reaccin está en el estado slido

Figura >

*a composicin del eutectoid es Fe-0.3!t%C y en esta composicin el austenite de alta temperaturae@perimentará la reaccin del eutectoid en 7"3C 4

• austenite T ferriteUcementite• gamma T alfa U FE:C

*a ferrita y el cementite crecen cooperati#amente como mezcla laminar (pearlite).(#er figura 5/)





Figura L

"na aleacin de la composicin Fe-1.3!t%C está a la derec!a de la punta del eutectoid y as que se llama acero

del h#pereutectoid. Pues el austenite cruza la lnea de la fase en el t" $ue algo del austenite transformará en cementite y as que elaustenite restante llegará a ser ms rico en hierro. *as consideraciones enrgias muestran que la forma de la

#oluntad del cementite (y ) en los lmites de grano del austenite.Cuando el acero alcanza la temperatura del eutectoid el austenite restante estará de composicin del eutectoid ytransforma en el pearlite (alp!aUcementite).$s pues, la microestructura final contendrá cementite en los lmites de grano (fa#orable-eutectoid cementite) y el

pearlite (eutectoid). (#er figura 5/).

Figura J

*as muestras del acero del !ypereutectoid muestran normalmente menos fa&orable-eutectoid cementite en el bordeque en el resto de la muestra. Esto es debido a la descarburacin en las capas superficiales en las altas temperaturas(el carbn difunde de la superficie de la muestra).$unque esto es un efecto indeseado el efecto re#erso se utiliza comHnmente. "n componente se pone en un

ambiente carbón-rico caliente que anime la difusin del carbn en la superficie del acero, aumentando la durezasuperficial. 0e llama esto carburacin del caso

Figura 5

*as microestructuras de aceros #aran considerablemente con el contenido del carbn, con el aumento de lascantidades del duro, quebradizas, cementite estando presente en aceros de un contenido más alto del carbn. Esta#ariacin en microestructura conduce a los cambios significati#os en caractersticas de la ingeniera, segHn lomostrado en la figura.









Por e'emplo, la fuerza aumenta con el contenido del carbn !asta la composicin del eutectoid pero despuscomienza a caer mientras que una red del grano-lmite del cementite quebradizo se forma.

Figura 55

'os dia(ramas de fase permiten $ue entendamos por$u) las caracter*sticas de aceros cambian con el contenidodel carbón $ue diferencia # nos permiten hacer los aceros con las caracter*sticas $ue re$uerimos.

icro(rfo de Fe-0.3!t%C El espcimen metallograp!ically !a estado preparado y grabado al agua fuerte en !er#ir el picrato alcalino del sodio(muy peligroso y e@plosi#oV) qu manc!as la superficie del cementite broWnNblacX y !o'as la ferrita unattacXed

Figura 5/



DESARROLLO DE LA PRACTICA

Pr!#(!( (!-ii)i#a#i5% (i( a-a#i!%( hirr!6#ar$!%!

Para la me'or comprensin del diagrama !ierro-carbono e@aminaremos el proceso desolidificacin de seis aleaciones de los siguientes porcenta'es de carbono4,: , ,LJ , 5,/, : ,=,: y .

I. ALEAC&' DE ()3*.- A 1.52$% C& '()o*+,'',/0& o,+/' 'o++'+/ o/ ' '(')++/ )+0' o7+/+' ')8o/o / 9+))o 0'.

$l cruzar los 5.=J/Y C, el !ierro delta se transforma en !ierro gamma,segun la reaccin4

*Dquido U cristales de solucin slida de carbono en !ierro delta ? lDquidoU cristales de solucion solida de carbono en !ierro gamma (austenita)

$ medida que ba'a la temperatura de los 5.=J/Y, #an creciendolos cristales de austenita y form7ndose otros nue#os !asta llegar ala temperatura apro@imada de 5.=>Y, en que la aleacin compuestae@clusi#amente por austenita queda totalmente solidificada.

Mesde 5.=>Y !asta L5Y, apro@imadamente, no !ay #ariacinde estructura, conser#ándose la fase de carbono disuelto en !ierrogamma, es decir, austenita. *a unica #ariacin es el tama1o del grano,que disminuye a medida que ba'a la temperatura !asta LZ.

Mesde los L5Y, es decir, desde que la lienea de enfriamiento cruza la linea $:

([0)([P),empiezan a transformarse los cristales de !ierro gamma en cristales de!ierro beta, o sea, en ferritano magntica, y en mayor proporcin a medida que

desciende la temperatura.$l pasar la temperatura de >ALY, o sea, a la lDnea $/, el !ierro beta (no magntico)0e transforma en !ierro alfa (magntico). Mesde entonces, a medida que ba'a latemperatura, los cristales de !ierro gamma se transforman en cristales de !ierro alfa,o sea, en ferrita magntica.

Cuando la lDnea de enfriamiento llega a $5, la aleacin estar7 formada por ferrita(!ierro alfa) yaustenita, con un contenido de carbono de ,LJ (,>>)(el punto 0 (P)). $l cruzar la lDnea $5, la austenita se transforma Dntegramente en

perlita, que, como, se recordar7, est7 formada por el LA, (LL,A) de ferrita

(!ierro alfa) y el 5:, (55,=) de cementita (CFe:), o con un contenido decarbono de ,LJ (,>>), quedando finalmente constituDda la aleacin por ferritay perlita.

Como la ferrita es !ierro pr7cticamente puro, la austenita residual #a enriqueciendosede carbono, y su contenido en cada punto, por e'emplo, P5, #iene dado por la abscisa del

punto \5, en que la !orizontal del P5 corta la lDnea $: ([0) ([P).



*a cementita formada no es magntica, pero al cruzar en su enfriamiento la lDnea $,a /5Y (/:Z), se transforma en magntica."na transformaci]n similar tiene lugar en el enfriamiento de todas las aleaciones de

porcenta'e de carbono comprendido entre ,L y ,= . ̂ tambin siguen un proceso parecido las aleaciones de porcenta'es de carbono comprendido entre ,= y ,LJ (,>>), pero sin pasar por la fase delta, puesto que del metal lDquido, al cruzar la linea8C, se empiezan a precipitar cristales de austenita.



C&+C*"0_&+E0 ̂ %EC&RE+M$C_&+E0

BIBLIO&RA7A:

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ANEXOS

$ continuacin se ane@a un disco con un #ideo que muestra la produccion de acero

http://www.babelfish.altavista.com/cgi-bin/translate?#page9

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Diagrama Hierro-carbono 5 Unidad