ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE MECANICA ESCUELA DE INGENIERIA INDUSTRIAL

CONSULTA DE MATERIALESTEMA: DIAGRAMA DE EQUILIBRIO HIERRO – CARBONO

ESTUDIANTE: Henry Fabrizzio Martínez Naranjo

NIVEL: 4to Semestre

DOCENTE: Ing. Marco Armendáriz P.

FECHA: 2013-10-17

PERIODO ACADEMICO Septiembre 2013 – Enero 2014

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO

HIERRO - CARBONO

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO HIERRO - CARBONO

El hierro es un constituyente fundamental de algunas de las mas importantes aleaciones de la ingeniería. En una forma casi pura, conocida como hierro dulce.

Un Análisis típico del hierro dulce es:

Carbono …………..0.012% Manganeso ………. 0.017% Fósforo …………… 0.005% Azufre………………0.025% Silicio ………………. Insignificante.

Las propiedades mecanicas tipicas del hierro dulce son:

Resistencia tensil………………. 40.000 Elongacion en ………...... 40%Dureza ROCKWELL……………30HRC

Hierro delta (δ): Se inicia a los 1400ºC y presenta una reducción en la distancia interatómica que la hace retornar a una estructura cristalina BCC. Su máxima solubilidad de carbono es 0.007% a 1487ºC. No posee una importancia industrial relevante. A partir de 1537ºC se inicia la fusión del Fe puro.Hierro gamma (γ): Se presenta de 910ºC a 1400ºC. Cristaliza en la estructura cristalina FCC con mayor volumen que la estructura cristalina de hierro alfa. Disuelve fácilmente en carbono y es una variedad de Fe amagnético.Hierro alfa (α): Cristaliza a 768 ºC. Su estructura cristalina es BCC con una distancia interatómica de 2.86 Å. Prácticamente no disuelve en carbono.

CURVA DE ENFRIAMIENTO DEL HIERRO PURO

CURVA DE ENFRIAMIENTO DEL HIERRO PURO

La temperatura que tienen lugar los cambios alotrópicos en el hierro esta influida por elementos de aleación, el mas importante es el carbono. El diagrama muestra tres líneas horizontales que indican reacciones isotérmicas

El diagrama muestra tres lineas horizontales que indican reacciones isotermicas. La solucion solida se llama Austenita

DIAGRAMAHIERRO - CARBONO

Aleaciones Hierro-Carbono. ACEROS

Se definen como ◦las aleaciones de hierro y carbono donde el contenido en carbono es inferior al 2%.

Tipos:◦Aceros hipoeutectoides, si el

contenido en carbono es inferior al 0.8%◦Aceros eutectoides, si el contenido es

de 0,8% de carbono◦Aceros hipereutectoides, si el

contenido en carbono esta comprendido entre el 0,8 y el 2%

Aleaciones Hierro-Carbono. FUNDICIONES

Se definen como ◦las aleaciones de hierro y carbono siendo el contenido en carbono mayor del 2% y menor del 7%.

Tipos:◦Fundiciones hipoeutécticas, si el

contenido en carbono esta comprendido entre el 2% y el 4%

◦Fundiciones eutécticas, si el contenido es de 4,3% de carbono

◦Fundiciones hipereutécticas, si el contenido en carbono es mayor del 4.3 %

Fases Del Diagrama Hierro Carbono

FerritaCementitaPerlitaAustenitaMartensitaTroostitaSorbitaBainitaLedeburitaSteaditaGrafico

Ferrita:◦ Solución sólida por inserción de C en Fe α y Fe β.◦ Solubilidad 0.008% de Carbono a temperatura

ambiente.◦ Constituyente más blando, maleable y magnético

Cementita:◦ Es un compuesto químico: Carburo de

hierro (Fe3C ).◦ Contenido en carbono de 6.67%◦ Es el constituyente más duro y frágil de los

aceros.◦ Magnético hasta los 210ºC que pierde esta

propiedad.

Perlita:◦ Mezcla eutectoide formada por ferrita y cementita y contenido

de 0.8% de Carbono.

◦ Esta formada por láminas alternativas de ferrita (86.5%) y cementita (13.5%). De estructura muy fina (huellas dactilares) .

◦ Más dura y resistente que la ferrita, pero más blanda y maleable que la cementita.

Hay dos tipos de perlita: Perlita fina: dura y resistente. Perlita gruesa: menos dura y más dúctil.

Austenita:◦ Solución sólida por inserción de carbono en Fe γ (0

a 1.7% de Carbono).◦ Solo es estable a elevadas temperaturas

desdoblándose a temperaturas inferiores en ferrita y cementita .

◦ Es el componente más denso.◦ No es magnética.◦ Gran plasticidad y fácil trabajo (forja,

estampación,...)

MartensitaDespués de la cementita es el constituyente más duro de los aceros. La martensita se presenta en forma de agujas y cristaliza en la red tetragonal. La proporción de carbono en la martensita no es constante, sino que varía hasta un máximo de 0.89% aumentando su dureza, resistencia mecánica y fragilidad con el contenido de carbono. Su dureza está en torno a 540 Vickers, y su resistencia mecánica varía de 175 a 250 Kg/mm2 y su alargamiento es del orden del 2.5 al 0.5%. Además es magnética.

TROOSTITA: 

Antiguamente se la denominaba osmondita. Por transformación isotérmica de la austenita entre las temperaturas de 500º a 600º . Por enfriamiento de la austenita a una velocidad inferior a la critica de temple. Su dureza es de 450 Brinell. Su resistencia de 250 Kg./mm^2. Su Alargamiento de 7.5 %.

Sorbita:Es también un agregado fino de cementita y ferrita.Se obtiene por enfriamiento de la austenita con una velocidad de enfriamiento bastante inferior a la crítica de temple o por transformación isotérmica de la austenita en la zona de 600ºC a 650ºC, o por revenido a la temperatura de 600ºC.Su dureza es de 250 a 400 Brinell, su resistencia a la tracción es de 88 a 140 kg/mm2, con un alargamiento del 10 al 20%.Tanto la trostita como la sorbita pueden considerarse como perlita de grano muy fino.

BAINITASe 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. la bainita superior de aspecto arborescente formada a 500ºC-

580°C. la bainita inferior, formada a 250ºC-400ºC tiene un aspecto

acicular similar a la martensita y constituida por agujas alargadas de ferrita que contienen delgadas placas de carburos.

 LEDEBURITALa ledeburita no es un constituyente de los aceros, sino de las fundiciones. Se encuentra en las aleaciones Fe-C cuando el porcentaje de carbono en hierro aleado es superior al 25%, es decir, un contenido total de 1.76% de carbono.

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

STEDITA: 

De naturaleza Eutéctica . Aparece en las fundiciones de mas de 0.15 % de Fósforo. Comprende un 10% de Fósforo aproximadamente. Es muy frágil y dura. Se funde a 960ºC.

Grafito:Cuando las aleaciones hierro carbono, exceden el 2% de carbono se tiende a formar grafito, en la matriz de la aleación. Es especialmente cierto en la fundición gris, donde el grafito aparece en forma de escamas y es una característica predominante de la microestructura. 

IMPUREZAS: 

Formadas por sulfuro de manganeso, oxido de aluminio, silicatos, etc. Proceden de los refractarios de los hornos, de las escorias o de los procesos de oxidación o desoxidación.

Linkografiahttp://

www.uam.es/docencia/labvfmat/labvfmat/practicas/practica4/fases%20del%20acero.htm

http://blog.utp.edu.co/metalografia/2012/07/28/5-5-diagrama-hierro-carbono-puntos-criticos-y-ejemplos-de-regla-de-la-palanca-2-2/

http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//4750/4910/html/61_constituyentes_de_los_aceros.html

http://www.youtube.com/watch?v=CUAobP_DOYk

GRACIAS POR SU

ATENCION