DIAGRAMA DE EQUILIBRIO PARA ACEROS

son gráficas que representan las fases y estado en

que pueden estar diferentes concentraciones

de materiales  que forma una aleación a distintas

temperaturas. La mayoría de los diagramas de fase han

sido construidos según condiciones de equilibrio,

siendo utilizadas por ingenieros y científicos para

entender y predecir muchos aspectos

del comportamiento de materiales; debido a que aportan

valiosa información  sobre la fusión , el moldeo, la

cristalización y otros fenómenos.

QUE ES UN DIAGRAMA DE QUILIBRIO

QUE ES UN ACERO

Una mezcla  de hierro  con una cantidad de carbono

 variable entre el 0,03 % y el 2,14 % en masa de su

composición, dependiendo del grado. Si la aleación posee

una concentración de carbono mayor al 2,14 % se

producen fundiciones  que, en oposición al acero, son

mucho más frágiles y no es posible forjarlas  sino que

deben ser moldeadas .

ORIGEN

El estado actual del diagrama de equilibrio de las aleaciones hierro-

carbono fue establecido como resultado de las investigaciones

hechas por varios científicos. La elaboración de este diagrama fue

empezada por D.Chernov, quien estableció en 1968 los puntos

críticos del acero.

Más tarde volvió a estudiar reiteradamente este diagrama  N.

Gutovski, M. Wittort , Roberts Austen , Roozebom hicieron una gran

aportación al estudio de este diagrama. Los últimos datos acerca

del diagrama están expuestos en las obras de L. Kornilov .

fases de transformcion para el acero FERRITA: Es una solución sólida de carbono en hierro alfa, su

solubilidad a la temperenatura ambiente es tan pequeña que no llega a disolver ni un 0.008% de C. Es por

esto que prácticamente se considera la ferrita como hierro alfa puro. La ferrita es el más blando y dúctil

constituyente de los aceros. Cristaliza en una estructura BCC. Tiene una dureza de 95 Vickers, y una

resistencia a la rotura de 28 Kg/mm2, llegando a un alargamiento del 35 al 40%.

CEMENTITA:   Es carburo de hierro y por tanto su composición es de 6.67% de C y 93.33% de Fe en peso. Es el constituyente más duro y frágil de los aceros, alcanzando una dureza de 960 Vickers. Cristaliza formando un paralelepípedo ortorrómbico de gran tamaño.

PERLITA: Es un constituyente compuesto por el 86.5% de ferrita y el 13.5% de cementita, es decir, hay 6.4 partes de ferrita y 1 de cementita. La perlita tiene una dureza de aproximadamente 200 Vickers, con una resistencia a la rotura de 80 Kg/mm2 y un alargamiento del 15%. Cada grano de perlita está formado por láminas o placas alternadas de cementita y ferrita. Esta estructura laminar se observa en la perlita formada por enfriamiento muy lento.

AUSTENTITA: Este es el constituyente más denso de los aceros, y está formado por la

solución sólida, por inserción, de carbono en hierro gamma. La proporción de C disuelto varía desde

el 0 al 1.76%, correspondiendo este último porcentaje de máxima solubilidad a la temperatura de

1130 ºC.La austenita en los aceros al carbono, es decir, si ningún otro elemento aleado, empieza a

formarse a la temperatura de 723ºC.

 MARTENSITA  :La estructura resultante denominada martensita, es una solución sólida

sobresaturada de carbono atrapado en una estructura tetragonal centrada en el cuerpo. es la principal razón para la alta dureza de la martensita, ya que como los átomos en la martensita están

empaquetados con una densidad menor que en la austenita, entonces durante la transformación

(que nos lleva a la martensita) ocurre una expansión que produce altos esfuerzos localizados que

dan como resultado la deformación plástica de la matriz.

BAINITA:            Se forma la bainita en la transformación isoterma de la

austenita, en un rango de temperaturas de 250 a 550ºC. El proceso consiste en

enfriar rápidamente la austenita hasta una temperatura constante, manteniéndose

dicha temperatura hasta la transformación total de la austenita en bainita.

LEDEBURITA:   La ledeburita no es un constituyente de los aceros, sino de

las fundiciones. La ledeburita se forma al enfriar una fundición líquida de carbono

(de composición alrededor del 4.3% de C) desde 1130ºC, siendo estable hasta

723ºC, decomponiéndose a partir de esta temperatura en ferrita y cementita

FASES DE LA TRASFORMACION DE ACEROS

Clasificaciones o tipos de acero:

Aceros al carbono: Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Entre los productos  fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras  de construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas. Aceros aleados: Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros de aleación se pueden subclasificar en:Estructurales.Para herramientas.Especiales.

Aceros de baja aleación ultrarresistentes: Esta familia  es la más reciente de las

cuatro grandes clases de acero. Los aceros de baja aleación son más baratos que los aceros aleados

convencionales ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. Sin

embargo, reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al

carbono. Por ejemplo, los vagones de mercancías fabricados con aceros de baja aleación pueden

transportar cargas más grandes porque sus paredes son más delgadas que lo que sería necesario en

caso de emplear acero al carbono.

Aceros inoxidables: Los aceros inoxidables contienen cromo, níquel y otros elementos de

aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidación a pesar de

la acción de la humedad o de ácidos y gases corrosivos. Algunos aceros inoxidables son muy duros;

otros son muy resistentes y mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas

extremas. Debido a sus superficies brillantes, en arquitectura se emplean muchas veces con fines

decorativos. El acero inoxidable se utiliza para las tuberías y tanques de refinerías de petróleo

o plantas químicas, para los fuselajes de los aviones o para cápsulas espaciales.

Aplicaciones El acero en sus distintas clases está presente de forma abrumadora en nuestra vida cotidiana en

forma de herramientas, utensilios, equipos mecánicos y formando parte de electrodomésticos y

maquinaria en general así como en las estructuras de las viviendas  que habitamos y en la gran

mayoría de los edificios modernos .

Los fabricantes de medios de transporte de mercancías (camiones ) y los de maquinaria agrícola

 son grandes consumidores de acero.

También son grandes consumidores de acero las actividades constructoras de índole ferroviario

desde la construcción de infraestructuras viarias así como la fabricación de todo tipo de material

rodante .

Otro tanto cabe decir de la industria fabricante de armamento , especialmente la dedicada a

construir armamento pesado , vehículos blindados  y acorazados.

También consumen mucho acero los grandes astilleros  constructores de barcos

especialmente petroleros y gasistas u otros buques cisternas .

Como consumidores destacados de acero cabe citar a los fabricantes de automóviles porque

muchos de sus componentes significativos son de acero.

 

Algunos herramientas o materiales elaborado con acero y que son aplicado para el uso

mecánico:

-Son de acero forjado entre otros componentes: cigüeñal , bielas, piñones, ejes de

transmisión -de caja de velocidades  y brazos de articulación de la dirección.

-De chapa de estampación son las puertas y demás componentes de la carrocería .

-De acero laminado son los perfiles que conforman el bastidor.

-Son de acero todos los muelles que incorporan como por ejemplo; muelles

 de válvulas , de asientos, de prensa embrague , de amortiguadores , etc.

-De acero de gran calidad son todos los rodamientos  que montan los automóviles.

-De chapa troquelada son las llantas  de las ruedas, excepto las de alta gama que

son de aleaciones de aluminio.

-De acero son todos los tornillos  y tuercas .