ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL MATERIA: MATERIALES TEMA: DIAGRAMA EN EQUILIBRIO HIERRO- CARBONO
1. ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE
MECNICA ESCUELA DE INGENIERA INDUSTRIAL MATERIA: MATERIALES TEMA:
DIAGRAMA EN EQUILIBRIO HIERRO- CARBONO
2. DIAGRAMA DE EQUILIBRIO HIERRO - CARBONO El hierro es un
constituyente fundamental de algunas de las ms importantes
aleaciones de la ingeniera. En una forma casi pura se la conoce
como hierro dulce.
3. DIAGRAMA DE EQUILIBRIO HIERRO - CARBONO Un anlisis tpico
para el hierro dulce es: Las propiedades mecnicas tpicas del hierro
dulce son: Carbono 0.012 % Manganeso 0.017 % Fsforo 0.005 % Azufre
0.025 % Silicio insignificante Resistencia tensil 40000lb/pulg^2
Elongacin en 2 pulg 40% Dureza Rockwell 30 HRC
4. DIAGRAMA DE EQUILIBRIO HIERRO - CARBONO El hierro es un
metal alotrpico, lo cual significa que puede existir en ms de un
tipo de estructura reticular, dependiendo de la temperatura.
TEMPERATURA ESTRUCTURA RETICULAR 1523C Est en forma b.c.c. (cbica
centrada en el cuerpo) 1388C Los tomos se reacomodan por s mismos
en la forma , que es f.c.c. 898C Se produce el cambio de fase de
hierro a hierro b.c.c. 760C El hierro se hace magntico sin cambio
en la estructura reticular.
5. DIAGRAMA DE EQUILIBRIO HIERRO - CARBONO Curva de
enfriamiento para el hierro puro
6. DIAGRAMA HIERRO - CARBONO La temperatura a la que tienen
lugar los cambios alotrpicos en el hierro est influida por
elementos de aleacin, de los cuales el ms importante es el carbono.
La parte entre hierro puro y carburo de hierro (Fe3C), que contiene
6,67% de carbono por peso, se llamar diagrama de equilibrio hierro
carbono.
7. DIAGRAMA HIERRO - CARBONO El diagrama muestra tres lneas
horizontales que indican reacciones isotrmicas.
8. DIAGRAMA HIERRO - CARBONO Se debe reconocer la lnea
horizontal a 2720F, por ser una reaccin peritctica. La ecuacin de
la reaccin peritctica se puede escribir como:
9. DIAGRAMA HIERRO - CARBONO Grfico de la reaccin
peritctica
10. CONSTITUCIN DE LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO Si se pule
una de las superficies de una muestra de un metal, se ataca con un
reactivo adecuado y se mira con un microscopio, se observa que est
formada por un conjunto de manchas de una o varias clases
repartidas con relativa uniformidad.
11. CONSTITUCIN DE LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO Los
constituyentes pueden estar formados: Por metales puros, como la
ferrita que es el hierro puro. Por compuestos qumicos, como la
cementita, que es el carburo de hierro. Por soluciones slidas, en
las que los tomos del metal disuelto estn intercalados entre los
tomos de los cristales del metal disolvente, o los sutituyen
parcialmente. Por compuestos inter metlicos.
12. CONSTITUCIN DE LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO Las
aleaciones hierro carbono pueden encontrarse hasta once
constituyentes , que se denominan: Ferrita Cementita Perlita
Austenita Martensita Troostita Sorbita Bainita Ledeburita Steadita
Grafico
13. CONSTITUCIN DE LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO FERRITA Se
considera la ferrita como hierro puro. Es el ms blando y dctil
constituyente de los aceros. Cristaliza en la red cbica centrada.
Tiene una dureza de 90 Brinell y una resistencia a la rotura de
28Kg/mm, llegando hasta un alargamiento del 35 al 40%. Es
magntica.
14. CONSTITUCIN DE LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO CEMENTITA Es
carburo de hierro, de formula CFe3. Contiene 6.67% de carbono y
93.33 de hierro. Es el constituyente ms duro y frgil de los aceros,
alcanzando una dureza Brinell de 700 HB Es magntica hasta 210C,
temperatura a partir de la cual pierde el magnetismo.
15. CONSTITUCIN DE LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO PERLITA Es un
constituyente compuesto por el 86,5% de ferrita y el 13,5% de
cementita, o dicho de otra manera existen 6,4 partes de ferrita y 1
de cementita. Tiene una dureza de aproximadamente 200 HB, con una
resistencia la rotura de 80Kg/mm, y un alargamiento del 15%.
16. CONSTITUCIN DE LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO AUSTENITA Es
el constituyente ms denso de los aceros. Est formado por un
porcentaje mximo de C del 2%. Tiene una dureza de 300 HB, una
resistencia de unos 100 Kg/mm, y un alargamiento de un 30%. Es
dctil, blanda y tenaz.
17. CONSTITUCIN DE LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO MARTENSITA
Despus de la cementita es el constituyente ms duro de los aceros.
Es una solucin slida sobresaturada de carbono en hierro alfa. Su
dureza vara de 50 a 68 HRC, su resistencia mecnica de 175 a 250
Kg/mm, y su alargamiento de 2,5 a 0,5%.
18. CONSTITUCIN DE LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO TROOSTITA Se
produce por transformacin isotrmica de la austenita entre las
temperaturas de 500 a 600C. Su dureza es de unos 450 HB; su
resistencia 250Kg/mm y su alargamiento de 7,5%.
19. CONSTITUCIN DE LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO SORBITA Se
produce por transformacin isotrmica de la austenita a temperaturas
comprendidas entre 600 y 650C. Se presenta formando laminillas an
ms finas que la troostita y tambin similares a las de la perlita.
Tiene una dureza de unos 350 HB, una resistencia de unos 100 Kg/mm
y un alargamiento del 15%.
20. CONSTITUCIN DE LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO BAINITA Se
forma en la transformacin isotrmica de la austenita, entre
temperaturas de 250 y 550C.
21. CONSTITUCIN DE LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO LEDEBURITA No
es un constituyente de los aceros, sino de las fundiciones. Se
descompone a partir de los 723C en ferrita y cementita. Contiene el
52% de cementita y el 48% de austenita de 1,76% de carbono.
22. CONSTITUCIN DE LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO STEADITA Es
un constituyente de naturaleza eutctica, que aparece en las
fundiciones de ms de 0,15% de fsforo. Es muy dura y frgil; funde a
960C.
23. CONSTITUCIN DE LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO GRAFITO Es
uno de los tres estados alotrpicos en que se encuentra el carbono
en estado libre en la naturaleza. Es blando, untuoso, de color gris
y de peso especfico 2,25. El grafito baja la dureza, resistencia
mecnica, elasticidad y plasticidad de las fundiciones que lo
contienen; pero, en cambio mejora la resistencia al desgaste y a la
corrosin y sirve de lubricante en el roce.
24. CONSTITUCIN DE LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO IMPUREZAS
Formadas por sulfuros de manganeso, xido de aluminio, silicatos,
etc., que proceden de los refractarios de los hornos, de las
escoria, o de los procesos de oxidacin o desoxidacin.