Diagrama de Hierro-Carbono.docx
- 1. República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación. Instituto Universitario de Tecnología “Antonio José de Sucre” Extensión: Barcelona Carrera: Mecánica mención mantenimiento 2do semestre, CI: 30899643 Profesor: Alumno: José Gregorio Laya Nelson Vásquez Puerto la Cruz, 08 de agosto del 2022.
- 2. Contenido 1.-Identificar las aleaciones de Hierro. 1.1- El Hierro (definición). 1.2- Constitución 1.3- Características 1.4- Tipos de aleaciones de hierro 2.- Diagrama de equilibrio Hierro-carburo de hierro 2.1- Diagrama de equilibrio Hierro-Carburo de hierro. 2.2- Coordenadas del diagrama. 2.3- Zonas. 2.4- Ecuaciones Isométricas.
- 3. 1.- Identificar las aleaciones de hierro 1.1-El Hierro: Es un metal maleable de color gris plateado, y presenta propiedades magnéticas (es ferromagnético a temperatura ambiente y presión atmosférica). Es extremadamente duro y denso. Se encuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales, entre ellos muchos óxidos, y raramente se encuentra libre. Para el ser Humano, la importancia del hierro, cuyo símbolo es “Fe”, es enorme. De hecho, existe un periodo histórico conocido como la edad del Hierro, denominación vinculada al descubrimiento y el auge del uso de este metal para la fabricación de herramientas y de armas. Hoy el Hierro se utiliza en numerosos ámbitos. La siderurgia es la técnica que permite tratar el mineral de hierro para producir diversas aleaciones. En este marco, la aleación conocida como acero, que es la mezcla de hierro con carbono es muy demandada.
- 4. 1.2- Constitución del hierro: El hierro está constituido principalmente por los siguientes materiales: El hierro magnético o piedra, cuyo contenido de hierro es el de 40%; tiene como impurezas silicio y fosforo, además, se emplea generalmente para la fabricación de ácido sulfúrico y sulfato de hierro. El ligisto o hematites rojas: es una excelente mena del hierro que da hasta el 60% de metal puro y homogéneo, se presenta en masas concrecionadas y fibrosas de aspecto rojizo. La limonita o hematites parda; tiene un contenido del 30-50% de hierro, se representa en masas estalactitas, concrecionadas o bajo otros aspectos. Su color es pardo de densidad 3.64. 1.3- Características: -Es el cuarto elemento más abundante de la corteza terrestre, siendo el segundo metal más abundante por detrás del aluminio. Su color es gris plateado y presenta propiedades magnéticas. -Es aleotropico, es significa, que tiene la capacidad para cambiar de estructura molecular en función de la temperatura a la que se encuentre. -Tiene propiedades que permiten deformarlo sin romperlo. -Es conocido por ser un metal con una gran capacidad magnética. -el hierro se corroe si está expuesto a una gran humedad ambiental, a temperaturas muy elevadas y a altos niveles de oxígeno atmosférico. -Posee cuatro formas alotrópicas (alfa, beta, gamma y omega), siendo su forma alfa una forma magnética.
- 5. 1.4- Tipos de aleaciones de hierro: Aleaciones ferrosas: Son en las que el hierro es el componente principal, incluyen el acero y el arrabio (con un contenido de carbono de un pequeño porcentaje) y las aleaciones de hierro con otros metales (como el acero inoxidable). Tipos de metales ferrosos: -Hierro forjado. El hierro forjado es una aleación de hierro con muy bajo contenido de carbono (menos del 0,08%) con respecto al hierro fundido (2,1% a 4%). La microestructura del hierro forjado muestra inclusiones de escoria oscura en ferrita. Es suave, dúctil, magnético, resistente a la corrosión y se suelda fácilmente. -Hierro en lingotes. En general, el arrabio es un producto intermedio de la industria del hierro. El arrabio, también conocido como hierro bruto, se produce mediante el proceso de alto horno y contiene hasta un 4-5% de carbono, con pequeñas cantidades de otras impurezas como azufre, magnesio, fósforo y manganeso. -Hierro fundido. Los hierros fundidos también comprenden una gran familia de diferentes tipos de hierro, dependiendo de cómo se forme la fase rica en carbono durante la solidificación. 1-Hierro fundido gris. El hierro fundido gris es el tipo de hierro fundido más antiguo y más común. La fundición gris se caracteriza por su microestructura grafítica, que provoca que las fracturas del material tengan un aspecto gris. 2-Hierro fundido blanco. Los hierros fundidos blancos son duros, quebradizos e imposibles de mecanizar, mientras que los hierros grises con grafito más blando son razonablemente fuertes y mecanizables. Una superficie de fractura de esta aleación tiene un aspecto blanco y, por lo tanto, se denomina hierro fundido blanco. 3-Hierro fundido maleable. El arrabio maleable es arrabio blanco que ha sido recocido. Mediante un tratamiento térmico de recocido, la estructura frágil como primer molde se transforma en la forma maleable.
- 6. 4-Hierro fundido dúctil. El hierro dúctil, también conocido como hierro nodular, tiene una composición muy similar al hierro gris, el hierro dúctil es más fuerte y más resistente a los golpes que el hierro gris. De hecho, el hierro dúctil tiene características mecánicas que se acercan a las del acero, mientras que conserva una gran fluidez cuando se funde y un punto de fusión más bajo. Acero. Los aceros son aleaciones de hierro y carbono que pueden contener concentraciones apreciables de otros elementos de aleación. Agregar una pequeña cantidad de carbono no metálico al hierro cambia su gran ductilidad por una mayor resistencia. Aceros bajos en carbono. El acero con bajo contenido de carbono, también conocido como acero dulce, es ahora la forma más común de acero porque su precio es relativamente bajo y proporciona propiedades materiales que son aceptables para muchas aplicaciones. Aceros Medio Carbono. El acero con contenido medio de carbono tiene aproximadamente un 0,3–0,6% de contenido de carbono. Equilibra la ductilidad y la fuerza y tiene buena resistencia al desgaste. Aceros con alto contenido de carbono. El acero con alto contenido de carbono tiene aproximadamente un 0,60 a un 1,00% de contenido de carbono. La dureza es más alta que los otros grados, pero la ductilidad disminuye. Aceros con alto contenido de carbono. El acero con alto contenido de carbono tiene aproximadamente un 1,25% a un 2,0% de contenido de carbono. Aceros que pueden ser templados a gran dureza. Este grado de acero podría usarse para productos de acero duro, como resortes de camiones, herramientas de corte de metal y otros propósitos especiales.
- 7. 2.- Diagrama de equilibrioHierro-carburode hierro 2.1- Diagrama de equilibrio Hierro-Carburo de hierro. “está el diagrama de fases de hierro-carburo de hierro (Fe-Fe3C). El porcentaje de carbono presente y la temperatura definen la fase de la aleación hierro-carbono y por tanto sus características físicas y propiedades mecánicas. El porcentaje de carbono determina el tipo de aleación ferrosa: hierro, acero o fundición.” 2.2- Coordenadas del diagrama. El diagrama de equilibrio se representa hasta un contenido del 6.67% de C, correspondiente a la composición del carburo de hierro que recibe el nombre de
- 8. cementita. En el diagrama de equilibrio se observan las siguientes fases sólidas: ferrita d, austenita (g), ferrita a, y cementita (Fe3C). La ferrita d es una solución sólida de carbono en hierro d que tiene una estructura c.c. y un límite de solubilidad máxima de carbono de 0.09% a 1465°C. La austenita (g), es una solución intersticial de carbono en el hierro g que tiene una estructura cristalina c.c.c. y presenta una solubilidad máxima del carbono mucho mayor, alrededor del 2.08% a 1148°C, que disminuye hasta el 0.8% a 723°C, temperatura eutectoide. La ferrita a es una solución sólida de carbono en el hierro a que tiene igualmente una estructura cristalina c.c. y presenta una solubilidad del carbono muy reducida, tan sólo del 0.02% a la temperatura eutectoide y que disminuye hasta 0.005% de C a temperatura ambiente. La cementita es un compuesto intermetálico formado por un átomo de carbono y tres de hierro. La cementita es un compuesto duro y frágil. De las reacciones que tienen lugar en el diagrama, la más importante es la reacción eutectoide en la que la austenita produce un desdoblamiento a ferrita y cementita, formando el nuevo constituyente denominado perlita. En la figura 13.2 se recogen las diferentes microestructuras formadas en el enfriamiento de aceros hipoeutectoides, eutectoides e hipereutectoides.
- 9. 2.3- Zonas. Las zonas representan etapas o fases del proceso las cuales están representadas en un gráfico por distintos colores que diferencian el estado de la sustancia, por ejemplo: 1- Dentro de la primera zona el acero está en estado líquido. 2- Cuando un acero está dentro de la segunda zona nos encontraremos con una sustancia solida formada exclusivamente por austenita. 3- En la tercera zona correspondiente a aceros con muy bajo contenido en “C” y temperaturas en torno a los 1400 grados centígrados se corresponden con una única fase solida de acero. 4- En la cuarta zona también con bajo contenido en “C” pero a temperaturas menores (en torno a los 700 grados centígrados) se encuentra en fase sólida y está formada por ferrita.
- 10. 2.4- Ecuaciones Isométricas. A- Transformaciones isométricas Las transformaciones isométricas son cambios de posición (orientación) de una figura determinada que NO alteran la forma ni el tamaño de ésta. La palabra isometría tiene origen griego: iso, que significa igual, y metría, que significa medir. Por lo tanto, esta palabra puede ser traducida como igual medida. Entre las transformaciones isométricas están las traslaciones, las rotaciones (o giros) y las reflexiones (o simetrías), que serán vistas a continuación y que su estudio será pieza fundamental para la posterior comprensión de contenidos tales como los embaldosados. B- Traslación La traslación de una figura plana es una transformación isométrica que mueve todos los puntos de la figura en una misma dirección, sentido y longitud. Para representar gráficamente el movimiento realizado en una traslación, se puede utilizar una flecha (como se muestra en el ejemplo siguiente), a esta flecha se le conoce como vector de traslación.
- 11. C- Reflexión Una reflexión o simetría es una transformación isométrica en la que a cada punto de la figura original se le asocia otro punto (llamado imagen), de modo que el punto y su imagen están a igual distancia de una recta llamada eje de simetría.