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El diagrama de hierro carbono consta de una serie de elementos
que a continuación se le presentan como están ubicados: 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 °C los procesos se conocen como
α, γ y δ
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.
Las aleaciones hierro-carbono pertenecen al tipo de aleaciones que forman una composición química.
El carbono se puede encontrar en las aleaciones hierro-carbono, tanto en estado ligado (Fe3C), como en estado libre (C, es decir,
grafito), por eso, el diagrama comprende dos sistemas:
1. Fe-Fe3C (metalestable); este sistema comprende aceros y
fundiciones blancas, o sea, las aleaciones con el carbono
ligado, sin carbono libre (grafito).
2. Fe-C (estable); este sistema expone el esquema de
formación de las estructuras en las fundiciones grises y
atruchadas donde el carbono se encuentra total o
parcialmente en estado libre (grafito).
La clasificación de las aleaciones férreas según el contenido en carbono comprende tres grandes
grupos:
Las fases en las que se puede encontrar la aleación Hierro-
Carbono dentro del diagrama de equilibrio son:
: solución sólida de Fe-α, con composición máxima del
0,025% de C a 723º C y de 0,008% a temperatura ambiente.
solución sólida de Fe-γ, con composición máxima del
2% de C, a 1130ºC
, compuesto definido con formula CFe3 de estructura
ortorrómbica, compuesto por 6,67% de C y 93.33% de Fe. Es
magnética hasta los 210º C.
, constituyente compuesto por un 86,5% de Ferrita y 13,5%
de Cementita, de estructura laminar.
, constituyente eutéctico con composición 4,3% de
Carbono y 95,7% de Hierro.
Cuando la temperatura baja hasta 723° C el hierro
sufre un cambio alotrópico y su red se transforma
en cúbica centrada en el cuerpo (BCC), que no
acepta apenas átomos de carbono en su seno;
entonces el hierro se denomina
Es relativamente blanda dúctil y magnética.
Es el carburo de hierro Fe3C con un
contenido fijo de carbono del 6,67%. No tiene
propiedades metálicas. La cementita es muy dura
y frágil
Esta compuesto por el 86.5% de ferrita y el 13.5% de cementita. Microestructura
formada por capas o láminas alternas de las dos fases (α y cementita) durante el
enfriamiento lento de un acero a temperatura eutectoide. Se le da este nombre porque
tiene la apariencia de una perla al observarse microscópicamente a pocos
aumentos.
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 ledeburita no es un constituyente de los aceros, sino de
las fundiciones. Se forma al enfriar una fundición líquida
de carbono (de composición alrededor del 4.3% de C)
desde 1130ºC, siendo estable hasta 723ºC,
descomponiéndose a partir de esta temperatura en
ferrita y cementita
Ferrita o Hierro Alfa
Perlita
Cementita
Austenita
Α
Fe3
γ
FUNDICIONES
Generalmente
contienen entre el
0.60 y 1.4 % en peso
de C.
Son más
duros y
resistentes (y
menos dúctiles)
que los otros
aceros al carbono.
Casi siempre se utilizan
con
tratamientos de
templado y revenido que
lo hacen muy
resistentes al desgaste y
capaces de adquirir
la forma de herramienta
de corte.
Por ejemplo, cuchillos,
navajas, hojas de
sierra, brocas para
cemento, corta tubos,
troqueles, herramientas
de torno, muelles e hilos
e alta
resistencia.
Generalmente la fundición blanca se
obtiene como producto de partida para
fabricar la fundición maleable.
Su aplicación se limita
a componentes de gran dureza y
resistencia al desgaste y sin ductilidad
como los cilindros de los trenes de
laminación.
El recocido es el tratamiento térmico que,
en general, tiene como finalidad una
temperatura que permita obtener
plenamente la fase estable a falta de un
enfriamiento lo suficientemente lento como
para que se desarrollen todas las
reacciones completas.
1. Se emplea para ablandar metales y
ganar tenacidad, generalmente aceros.
2. Se obtienen aceros más mecanizables.
3. Evita la acritud del material.
4. La temperatura de calentamiento está
entre 600 y 700 °C.
5. El enfriamiento es lento.
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