Catedratico:
Renan Avila
Alumno:
Jesus Garcia Flores
Introduccion:
En este informe se le presentara una breve introduccion de lo que es el diagrama de hierro carbono.
Teoria relacionada:
La adición de elementos de aleación al hierro influye en las temperaturas a que se producen las transformaciones alotrópicas. Entre estos elementos, el más importante es el carbono.
El diagrama hierro-carbono, aun cuando teóricamente representa unas condiciones metastables, se puede considerar que en condiciones de calentamiento y enfriamiento relativamente lentas representa cambios de equilibrio.
En el diagrama aparecen tres líneas horizontales, las cuales indican reacciones isotérmicas. La parte del diagrama situada en el ángulo superior izquierdo de la figura se denomina región delta. En ella se reconocerá la horizontal correspondiente a la temperatura de 1493ºC como la típica línea de una reacción peritéctica. La ecuación de esta reacción puede escribirse en la forma.
La máxima solubilidad del carbono en el hierro delta (de red cúbica centrado en el cuerpo) es 0,10 % de C, mientras que el Fe gamma (de red cúbica centrado en las caras) disuelve al carbono en una proporción mucho mayor. En cuanto al valor industrial de esta región es muy pequeño ya que no se efectúa ningún tratamiento térmico en este intervalo de temperaturas.
La siguiente línea horizontal corresponde a una temperatura de 1129ºC, esta temperatura es la de solidificación del eutéctico. y la reacción que en ella se desarrolla es:
La mezcla eutéctica, por lo general, no se ve al microscopio, ya que a la temperatura ambiente la fase gamma no es estable y experimenta otra transformación durante el enfriamiento.
La última línea horizontal, se presenta a los 722ºC, esta línea corresponde a la temperatura de formación del eutectoide, y al alcanzarse en un enfriamiento lento la fase gamma debe desaparecer. La ecuación de la reacción eutectoide que se desarrolla puede expresarse por:
En función del contenido de carbono suele dividirse el diagrama de hierro-carbono en dos partes: una que comprende las aleaciones con menos del 2 % de carbono y que se llaman aceros, y otra integrada por las aleaciones con más de un 2 % de carbono, las cuales se llaman fundiciones. A su vez, la región de los aceros se subdivide en otras dos: una formada por los aceros cuyo contenido en carbono es inferior al correspondiente a la composición eutectoide (0,77 %C) los cuales se llaman aceros hipoeutectoides, y la otra compuesta por los aceros cuyo contenido se encuentra entre 0,77 y 2 %, y que se conocen por aceros hipereutectoides.
El diagrama hierro-carbono, aun cuando teóricamente representa unas condiciones metastables, se puede considerar que en condiciones de calentamiento y enfriamiento relativamente lentas representa cambios de equilibrio.
En el diagrama aparecen tres líneas horizontales, las cuales indican reacciones isotérmicas. La parte del diagrama situada en el ángulo superior izquierdo de la figura se denomina región delta. En ella se reconocerá la horizontal correspondiente a la temperatura de 1493ºC como la típica línea de una reacción peritéctica. La ecuación de esta reacción puede escribirse en la forma.
La máxima solubilidad del carbono en el hierro delta (de red cúbica centrado en el cuerpo) es 0,10 % de C, mientras que el Fe gamma (de red cúbica centrado en las caras) disuelve al carbono en una proporción mucho mayor. En cuanto al valor industrial de esta región es muy pequeño ya que no se efectúa ningún tratamiento térmico en este intervalo de temperaturas.
La siguiente línea horizontal corresponde a una temperatura de 1129ºC, esta temperatura es la de solidificación del eutéctico. y la reacción que en ella se desarrolla es:
La mezcla eutéctica, por lo general, no se ve al microscopio, ya que a la temperatura ambiente la fase gamma no es estable y experimenta otra transformación durante el enfriamiento.
La última línea horizontal, se presenta a los 722ºC, esta línea corresponde a la temperatura de formación del eutectoide, y al alcanzarse en un enfriamiento lento la fase gamma debe desaparecer. La ecuación de la reacción eutectoide que se desarrolla puede expresarse por:
En función del contenido de carbono suele dividirse el diagrama de hierro-carbono en dos partes: una que comprende las aleaciones con menos del 2 % de carbono y que se llaman aceros, y otra integrada por las aleaciones con más de un 2 % de carbono, las cuales se llaman fundiciones. A su vez, la región de los aceros se subdivide en otras dos: una formada por los aceros cuyo contenido en carbono es inferior al correspondiente a la composición eutectoide (0,77 %C) los cuales se llaman aceros hipoeutectoides, y la otra compuesta por los aceros cuyo contenido se encuentra entre 0,77 y 2 %, y que se conocen por aceros hipereutectoides.
Una forma práctica y sencilla de conocer el comportamiento (alotropía) del hierro, primordialmente es con el diagrama hierro-carbono; teóricamente éste representa algunas condiciones metastables, y se puede considerar que en condiciones de calentamiento y enfriamiento relativamente lentas representa cambios de equilibrio.En las aleaciones Fe-C pueden encontrarse hasta once constituyentes diferentes, que se denominan: ferrita, cementita, perlita, austenita, martensita, troostita sorbita, bainita, ledeburita, steadita y grafito.
Explicacon de el diagrama de hierro carbono
El diagrama de hierro carbono consta de una serie de elementtos que acontinuacion se le presentan como ser:en su lado derecho esta los grados de temperatura en las que puede alcanzar el hierro y en su lado inferior esta los porcentajes de carbono.en este diagrama podemos ver los procesos que pasa el hierro antes de ser fundido a 1536 grados centigradoslos procesos se conocen como alffa, beta, gamma y deltala fase alfa esta ubicada en desde la parte inferio del diagrama sata la pparte superior de este y su rango es de 0.008% asta 727 ggrados sentigrados.luego biene una etapa de transiciom que es conocida como beta esta etapa esta ubicada entre la parte alfa y la parte gamma esta etapade trancision se encuentra entre los grados de 727 y 910 grados centigrados.luego tenemos la parte gamma esta parte esta hubicada en las temperaturas 1148 grados y 1495 grados centigrados este periodo de trancision succede cuando el hierro esta a punto de alcanzar su estado liquido.y por ultimo tenemos la ettapa delta esta etapa ocurre entre las temperaturas de 1496 grados y 1536 grados que es cuando el hierro se funde.tambien el diagrama de hierro carbo cuenta con serie de puntos como ser:el porcentaje de carbono 0.8 en estte porcentaje de carbono es cuando podemos decir que un metal tiene la cantidad de carbono suficiente este punto se le conoce como punto eutectoide o aceros de medio contenido de carbono o tambien se le conoce como (perlitta) los aceros que estan abajo del punto eutectico son conocidos como aceros de bajo contenido de carbono o aceros hipoeutectoide y estos estan en el rango de 0.003% y 0.8%.luego bienen los aceros que estan sobre el punto eutectoide y son conocidos como aceros de alto contenido de carbono o aceros hipereutectoide y este llega hasta el punto que es conocido como punto eutectico-el punto eutectico:es a 4.3 grado de carbono y es cuando un acero esta listo para ser fundido y se le conoce como punto eutectico los aceros que esta abajo de l punto eutectico se la conocen como aceros hipoeutecticos y los carbonos que se encuentran arriba del punto eutectico se lse llama aceros de alto contenido de carbono o hipereutectico.y para terminnar en el diagrama de hierro carbono se encuentran zonas dentro de el que reciben el nombre deferrita, cementita, ledeburita, austenita y la parte liquidda que es la parte en que el hierro se funde.
El diagrama de hierro carbono consta de una serie de elementtos que acontinuacion se le presentan como ser:en su lado derecho esta los grados de temperatura en las que puede alcanzar el hierro y en su lado inferior esta los porcentajes de carbono.en este diagrama podemos ver los procesos que pasa el hierro antes de ser fundido a 1536 grados centigradoslos procesos se conocen como alffa, beta, gamma y deltala fase alfa esta ubicada en desde la parte inferio del diagrama sata la pparte superior de este y su rango es de 0.008% asta 727 ggrados sentigrados.luego biene una etapa de transiciom que es conocida como beta esta etapa esta ubicada entre la parte alfa y la parte gamma esta etapade trancision se encuentra entre los grados de 727 y 910 grados centigrados.luego tenemos la parte gamma esta parte esta hubicada en las temperaturas 1148 grados y 1495 grados centigrados este periodo de trancision succede cuando el hierro esta a punto de alcanzar su estado liquido.y por ultimo tenemos la ettapa delta esta etapa ocurre entre las temperaturas de 1496 grados y 1536 grados que es cuando el hierro se funde.tambien el diagrama de hierro carbo cuenta con serie de puntos como ser:el porcentaje de carbono 0.8 en estte porcentaje de carbono es cuando podemos decir que un metal tiene la cantidad de carbono suficiente este punto se le conoce como punto eutectoide o aceros de medio contenido de carbono o tambien se le conoce como (perlitta) los aceros que estan abajo del punto eutectico son conocidos como aceros de bajo contenido de carbono o aceros hipoeutectoide y estos estan en el rango de 0.003% y 0.8%.luego bienen los aceros que estan sobre el punto eutectoide y son conocidos como aceros de alto contenido de carbono o aceros hipereutectoide y este llega hasta el punto que es conocido como punto eutectico-el punto eutectico:es a 4.3 grado de carbono y es cuando un acero esta listo para ser fundido y se le conoce como punto eutectico los aceros que esta abajo de l punto eutectico se la conocen como aceros hipoeutecticos y los carbonos que se encuentran arriba del punto eutectico se lse llama aceros de alto contenido de carbono o hipereutectico.y para terminnar en el diagrama de hierro carbono se encuentran zonas dentro de el que reciben el nombre deferrita, cementita, ledeburita, austenita y la parte liquidda que es la parte en que el hierro se funde.
FERRITA:
unque la ferrita es en realidad una solución sólida de carbono en hierro alfa, su solubilidad a la temperatura 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%. Además de todas estas características, presenta propiedades magnéticas. En los aceros aleados, la ferrita suele contener Ni, Mn, Cu, Si, Al en disolución sólida sustitucional. Al microscopio aparece como granos monofásicos, con límites de grano más irregulares que la austenita. El motivo de esto es que la ferrita se ha formado en una transformación en estado sólido, mientras que la austenita, procede de la solidificación.
MARTENSITA:
Bajo velocidades de enfriamiento bajas o moderadas, los átomos de C pueden difundirse hacía afuera de la estructura austenítica. De este modo, los átomos de Fe se mueven ligeramente para convertir su estructura en una tipo BCC. Esta transformación gamma-alfa tiene lugar mediante un proceso de nucleación y crecimiento dependiente del tiempo (si aumentamos la velocidad de enfriamiento no habrá tiempo suficiente para que el carbono se difunda en la solución y, aunque tiene lugar algún movimiento local de los átomos de Fe, la estructura resultante no podrá llagar a ser BCC, ya que el carbono está “atrapado” en la solución). La estructura resultante denominada martensita, es una solución sólida sobresaturada de carbono atrapado en una estructura tetragonal centrada en el cuerpo. Esta estructura reticular altamente distorsionada 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.
LEDEBURITA:
La 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
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. Si el enfriamiento es muy brusco, la estructura es más borrosa y se denomina perlita sorbítica. Si la perlita laminar se calienta durante algún tiempo a una temperatura inferior a la crítica (723 ºC), la cementita adopta la forma de glóbulos incrustados en la masa de ferrita, recibiendo entonces la denominación de perlita globular.
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. Es magnética hasta los 210ºC, temperatura a partir de la cual pierde sus propiedades magnéticas. Aparece como:- - Cementita proeutectoide, en aceros hipereutectoides, formando un red que envuelve a los granos perlíticos.- - Componente de la perlita laminar.- - Componente de los glóbulos en perlita laminar. - - Cementita alargada (terciaria) en las uniones de los granos (0.25% de C)
Concluciones:
A) El diagrama de hierro carbono nos sirve para saber donde se funden los metales.
B) Con el diagrama sabemos que porcentaje de carbono tiene cada metal.
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