Diagrama de Fases -3 (2)

7/22/2019 Diagrama de Fases -3 (2)

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Varias combinaciones de dos elementos producen diagramas

de fase complejos que contienen reacciones que implican

tres fases independientes. Existen cinco reacciones de tres

fases de mayor importancia en los diagramas binarios y son:

eutctica, peritctica, monotctica, eutectoide y peritectoide.

Las reacciones eutctica, peritctica y monotctica forman

parte del proceso de solidificacin.

Las reacciones eutectoide y peritectoide son exclusivas del

estado slido.

Reaccion peritctica, monotctica,

eutectoide y peritectoide


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Tipos de Reacciones Invariantes
http://blog.utp.edu.co/metalografia/files/2011/05/Diagrama-de-fase-binarios.jpg


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Imagen 7. Eutctico

Imagen 8. Eutctoide

Imagen 9. Peritctico

Imagen 10. Peritectoide
http://blog.utp.edu.co/metalografia/files/2011/05/peritectoide.jpghttp://blog.utp.edu.co/metalografia/files/2011/05/peritectica.jpghttp://blog.utp.edu.co/metalografia/files/2011/05/eutectoide.jpghttp://blog.utp.edu.co/metalografia/files/2011/05/eutectico.jpg


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Definicinde otros tipos de reacciones:Punto defusincongruente: Uncompuesto slido al ser calentado mantiene

sucomposicinhasta el punto defusin.Punto defusinincongruente: Uncompuesto slido al ser calentado sufrereacciones peritcticas en un liquido y en una

fase solida.


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DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO DE FASES

La fase intermedia de fusin congruente.

Cuando una fase cambia en otra isotrmicamente (a temperatura

constante) y sin ninguna modificacin en composicin qumica, se

dice que es un cambio de fase congruente o una transformacin

congruente.

Las fases intermedias son congruentes porque son nicas y se

presentan entre las fases terminales en un diagrama de fase.

Si la fase intermedia tiene un reducido intervalo de composicin,como sucede en los compuestos intermetlicos y los compuestos

intersticiales, entonces se representa en el diagrama con una lnea

vertical y se indica con la frmula del

compuesto.


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I. Peritctico II. Eutctico III. Eutectoide

IV. Monotctico V. Peritectoide


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DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO DE FASES

La reaccin peritctica.

En la reaccinperitctica un lquido y un slido reaccionan

isotrmicamente para formar un nuevo slido al enfriarse.

La reaccinperitctica se expresa como: Lquido +slido1slido2

Enfriamiento

Fase intermedia de fusin

congruente

Diagrama de equilibrio que muestra

una aleacin intermedia que es un

compuesto intermetlico

estequiomtrico (AxBy)donde x e y estn definidos


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Las aleaciones hierro-carbono pertenecen al tipo de aleaciones

que forman una composicin qumica.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 (metaestable); este sistema comprende aceros y

fundiciones blancas, o sea, las aleaciones con el carbonoligado, sin carbono libre (grafito).

2. Fe-C (estable); este sistema expone el esquema de

formacin de las estructuras en las fundiciones grises y

atruchadas donde el carbono se encuentra total o

parcialmente en estado libre (grafito).

DIAGRAMA DE FASES Fe - C


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En el diagrama de equilibrio o de fases, Fe-C se representan las

transformaciones que sufren los aceros al carbono con latemperatura, admitiendo que el calentamiento (o enfriamiento) de

la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesos de

difusin (homogeneizacin) tienen tiempo para completarse.

Dicho diagrama se obtiene experimentalmente identificando los

puntos crticostemperaturas a las que se producen las sucesivas

transformaciones.

Diagrama Hierro-Carbono

Microconstituyentes

El hierro puro esta presente en tres estados alotrpicos a

medida que se incrementa la temperatura desde la temperatura

ambiente:
http://www.territorioscuola.com/wikipedia/?title=Difusi%C3%B3nhttp://www.territorioscuola.com/wikipedia/?title=Difusi%C3%B3n


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Hasta los 911 C (temperatura crtica), el hierro ordinario, cristaliza

en el sistema cbico de cuerpo centrado y recibe la denominacin

de hierro o ferrita. Es un material dctil y maleable responsable

de la buena forjabilidad de la aleaciones con bajo contenido encarbono y es ferromagntico hasta los 770 C (temperatura de

Curie) a la que pierde dicha cualidad; se suele llamar tambin). La

ferrita puede disolver pequeas cantidades de carbono.

Entre 911 y 1400 C cristaliza en el sistema cbico de carascentradas y recibe la denominacin de hierro o austenita. Dada

su mayor compacidad la austenita se deforma con mayor facilidad

y es paramagntica (la tendencia de los momentos magnticos

libres a alinearse paralelamente a un campo magntico

Entre 1400 y 1538 C cristaliza de nuevo en el sistem cbico de

cuerpo centrado y recibe la denominacin de hierro que es en

esencia el mismo hierro alfa pero con parmetro de red mayor por

efecto de la temperatura.


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A mayor temperatura el hierro se encuentra en estado lquido.

Si se aade carbono al hierro aumenta su grado de macicez y

sus tomos podran situarse simplemente en los instersticios

de la red cristalina de ste ltimo; sin embargo en los aceros

aparece combinado formando carburo de hierro (Fe3C), de

acuerdo con lo que dijo el Doctor Cesar Rayas, es decir, un

compuesto qumico definido y que recibe la denominacin decementita de modo que los aceros aleados al carbono estn

constituidos realmente porferrita y cementita.

Se denominaperlita a la microestructura formada por capas o

lminas alternas de las dos fases ( 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 microscpicamente a pocos aumentos.


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Transformacin de la Austenita

Zona de los aceros (hasta 2% de carbono) del diagrama de equilibrio

metaestable hierro-Fe3C. Dado que en los aceros el carbono se

encuentra formando carburo de hierro se han incluido en abcisas las

escalas de los porcentajes en peso de carbono y de carburo de hierro.

El diagrama de fases Fe-C muestra dos composiciones singulares:Un eutctico (composicin para la cual el punto de fusin es mnimo)

que se denomina ledeburita y contiene un 4,3% de carbono (64,5 % de

cementita). La ledeburita aparece entre los constituyentes de la aleacin

cuando el contenido en carbono supera el 2% (regin del diagrama nomostrada) y es la responsable de la mala forjabilidad de la aleacin

marcando la frontera entre los aceros con menos del 2% de C (forjables)

y las fundiciones con porcentajes de carbono superiores (no forjables y

fabricadas por moldeo).


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Un eutectoide en la zona de los aceros, equivalente al

eutctico pero en el estado slido, donde la temperatura de

transformacin de la austenita es mnima. El eutectoide contiene un

0,80 %C (13,5% de cementita) y se denomina perlita. Estconstituido por capas alternas de ferrita y cementita, siendo sus

propiedades mecnicas intermedias entre las de la ferrita y la

cementita.

La existencia del eutectoide permite distinguir dos tipos de

aleaciones de acero.

De este modo se observa que por encima de la temperatura

crtica, los aceros estn constituidos slo por austenita, una

solucin slida de carbono en hierro y su microestructura en

condiciones de enfriamiento lento depender por tanto de las

transformaciones que sufra sta.


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http://www.google.com.mx/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=J2WzRRvZhekLEM&tbnid=E2aKPWNGy7kwpM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http://www.taringa.net/posts/info/3419956/Acero.html&ei=RAR3UbKLKYPNqgGmjoDYDQ&psig=AFQjCNGH02zVGBuWtx-_qjVTEKSeSjjh2g&ust=1366840772719328


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Los componentes que forman la

aleacin Fe-C son:

Ferrita o Fe , es una solucinslida de C en Fe, solidifica como

cubo a cuerpo centrado.

Disuelve 0,02 % de C a 723 C

Disuelve 0,008% de C a temp.

Amb.

Austenita o hierro , es una

solucin slida intersticial de

Carburo de Fe en Fe , solidifica

como cubo a cara centrada.

Disuelve 2% de C a 1145C

Cementita (CFe3), es uncompuesto ntermetlico.La

solubilidad es despreciable.

Fe Delta , disuelve 0.007% de C a

1487 C, Solidifica como Cubico a

cuerpo centrado. No se usaindustrialmente.
http://www.google.com.mx/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=jdD9gfNN3D5eIM&tbnid=RyfcJNwT81q1SM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http://www.upv.es/materiales/Fcm/Fcm13/fcm13_2.html&ei=zwR3UeTnIYqnrgHEwIHoCg&psig=AFQjCNHWls0dv6_CwNsnlWAUEqVGGwN1-w&ust=1366840911610423


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Cuando la temperatura baja hasta 723 C el hierro

sufre un cambio alotrpico y su red se transforma

en cbica centrada en el cuerpo (BCC), que no

acepta apenas tomos de carbono en su seno;

entonces el hierro se denomina

Es relativamente blanda dctil y magntica.

Es el carburo de hierro

Fe3C con un contenido fijo de carbono

del 6,67%. No tiene propiedades

metlicas. La cementita es muy dura y

frgil
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Kristallstruktur_Zementit.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Kristallstruktur_Zementit.pnghttp://www.esi2.us.es/IMM2/Pract-html/x-20.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Kristallstruktur_Zementit.png


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Esta compuesto por el 86.5% de ferrita y el 13.5%de cementita. Microestructura formada por capas

o lminas alternas de las dos fases ( ycementita) durante el enfriamiento lento de unacero a temperatura eutectoide. Se le da este

nombre porque tiene la apariencia de una perla alobservarse microscpicamente a pocos

aumentos.

Este es el constituyente ms denso de los aceros, y

est formado por la solucin slida, por insercin,

de carbono en hierro gamma. La proporcin de C

disuelto vara desde el 0 al 1.76%, correspondiendo

este ltimo porcentaje de mxima solubilidad a latemperatura de 1130 C.
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Perlit07.png


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La ledeburita no es un constituyente de los aceros, sino delas fundiciones. Se forma al enfriar una fundicin lquida

de carbono (de composicin alrededor del 4.3% de C)

desde 1130C, siendo estable hasta 723C,

descomponindose a partir de esta temperatura en

ferrita y cementita


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FUNDICIONES


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Generalmente

contienen entre el

0.60 y 1.4 % en peso

de C.

Son ms

duros y

resistentes (y

menos dctiles)

que los otros

aceros al carbono.

Casi siempre se utilizan

con

tratamientos de

templado y revenido que

lo hacen muyresistentes 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, herramientasde torno, muelles e hilos

e alta

resistencia.


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Generalmente la fundicin blanca se

obtiene como producto de partida para

fabricar la fundicin maleable.

Su aplicacin se limita

a componentes de gran dureza y

resistencia al desgaste y sin ductilidad

como los cilindros de los trenes de

laminacin.


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