EL SISTEMA HIERRO-CARBONO (Acero al carbono simple)

El sistema de aleacin binario ms importante es el Hierro-Carbono.

Los aceros y las fundiciones (materiales estructurales primarios) son esencialmente aleaciones hierro-carbono.

El hierro y sus aleaciones (en primer lugar el acero) representan casi el 90% de la produccin mundial de metales

El sistema hierro-carbono se divide en una parte rica en hierro (de 0 a 6,70% C) y otra comprendida entre 6,70 y 100%C (grafito puro).

Todos los aceros y fundiciones tienen porcentajes de carbono inferiores a 6,70% C.

6,70% en peso de carbono corresponde al 100% en peso de Fe3C (carburo de hierro).

ESPOCH - EIA

DIAGRAMA DE FASES HIERRO-CARBURO DE HIERRO (Fe-Fe3C)

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Ferrita(). Solucin slida intersticial de carbono en estructura BCC. Mxima solubilidad 0.02% C a 723C. Solubilidad a 0C 0.005% C

Austenita (). Tiene estructura cristalina fcc. Mxima solubilidad 2.08% C a 1148C y disminuye a 0.8 % C a 723C

Cementita(Fe3C). Compuesto intermetlico (compuesto intermedio en un diagrama formado entre dos metales) y metaestable (Tendencia a descomponerse con el tiempo en Fe y C) con una composicin de 6.67% C y 93.3% Fe. Es un compuesto duro y frgil.

Ferrita . Solucin slida intersticial de carbono en estructura BCC. Mxima

solubilidad 0.09% C a 1 465C.

FASES SLIDAS:

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REACCIONES INVARIANTES Reaccin peritctica:

Reaccin eutctica:

Reaccin eutectoide:

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Enfriamiento lento de aceros al carbono simples

1) Aceros al carbono simples eutectoides (0,8% C)

Si una muestra de acero al carbono

eutectoide se calienta a unos 750C y se mantiene as el tiempo suficiente, su estructura se convertir en austenita homognea (proceso de austenizado).

Si se enfra muy lentamente hasta ligeramente antes de la temperatura eutectoide, su estructura continuar siendo austentica (punto a).

Si se sigue enfriando hasta la temperatura eutectoide o apenas por abajo de ella, toda la estructura de austenita se transformar en perlita (estructura laminar de placas alternadas de ferrita y cementita) (punto b).

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2) Aceros al carbono simples hipoeutectoides (% C < 0,8)

Si una muestra de acero al carbono simple con 0.4% C se calienta a casi 900C durante suficiente tiempo, su estructura llegar a ser austenita homognea (punto a).

Si se enfra lentamente hasta 775C (punto b), la ferrita proeutectoide empezar a nuclearse y crece en los lmites del grano austentico.

Si se contina enfrando lentamente desde el punto b hasta c, la cantidad de ferrita proeutectoide seguir incrementndose hasta que casi el 50% de la austenita se haya transformado.

A 723C, si persisten las condiciones de enfriamiento lento, la austenita restante se transformar isotrmicamente en perlita (la ferrita contenida en la perlita se llama ferrita eutectoide) (punto d).

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2) Aceros al carbono simples hipereutectoides (% C > 0,8)

Si una muestra de acero al carbono simple con 1.2% C se calienta a casi 950C durante suficiente tiempo, su estructura llegar a ser austenita (punto a).

Si se enfra lentamente hasta el punto b, la cementita proeutectoide empezar a nuclearse y crecer en los lmites de grano austenitico.

Si se contina enfrando lentamente desde el punto b hasta c, la cantidad de cementita proeutectoide seguir incrementndose en los lmites de grano.

A 723C, si persisten las condiciones de enfriamiento lento, la austenita restante se transformar isotrmicamente en perlita (la cementita contenida en la perlita se llama cementita eutectoide) (punto d).

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