Vídeo explicativo sobre el diagrama hierro-carbono

En el siguiente enlace, por medio de material audio visual. Se da acceso a información acerca del tema tratado. diagrama hierro-carbono

Constituyentes particulares o fases solidas en un diagrama de equilibrio hierro carbono

Ferrita

     la ferrita o hierro-α (alfa) es una de las estructuras cristalinas del hierro. Cristaliza en el sistema cúbico centrado en el cuerpo (BCC). Se emplea en la fabricación de imanes permanentes aleados con cobalto y bario, en núcleos de inductancias y transformadores con níquel, zinc o manganeso. Suele ser dúctil y magnética pero a temperaturas superiores a 768 grados centígrados pierde sus propiedades magnéticas. 

Austenita

    Es el constituyente más denso de los aceros y está formado por una solución sólida por inserción de carbono en hierro gamma. La cantidad de carbono disuelto, varía de 0.8 al 2 % C que es la máxima solubilidad a la temperatura de 1130 °C.   La austenita es dúctil, blanda y tenaz. La estructura cristalina de la austenita es del tipo cúbica, de caras centradas, en donde se diluyen en solución sólida los átomos de carbono en los intersticios, hasta un máximo tal como lo muestra el diagrama de fase Fe-C. Esta estructura permite una mejor difusión con el carbono, acelerando así el proceso de carburación del acero.  

Cementita 

    Es un constituyente de los aceros, que aparece cuando el enfriamiento de la aleación sigue el diagrama metaestable Fe-Fe3C en vez de seguir el diagrama estable hierro-carbono. La cementita tiene un 6,67% en peso de carbono, y es un compuesto intermetálico de inserción. Si bien la composición química de la cementita es Fe3C, la estructura cristalina es del tipo ortorrómbica con 12 átomos de hierro y 4 átomos de carbono por celda. cementita es muy dura, de hecho es el constituyente más duro de los aceros al carbono. La cementita destaca por ser un constituyente frágil, pues no suele ser flexible, con alargamiento nulo y muy poca resiliencia. Su temperatura de fusión es de 1227ºC. 

Perlita  

   La perlita es la microestructura formada por capas o láminas alternas de las dos fases 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. La perlita aparece en granos denominados "colonias"; dentro de cada colonia las capas están orientadas esencialmente en la misma dirección y esta dirección varía de una colonia a otra. Las capas delgadas claras son de ferrita, y la cementita aparece como capas delgadas más oscuras. La mayoría de las capas de cementita son tan delgadas que los límites de fases adyacentes no se distinguen.

Martensita 

   Es la fase cristalina BCT, en aleaciones ferrosas. Dicha fase se genera a partir de una transformación de fases sin difusión (infiltración de partículas ajenas al material procesado), a una velocidad que es muy cercana a la velocidad del sonido en el material. aceros con microestructura martensítica son los más duros y mecánicamente resistentes, pero también los más frágiles y menos dúctiles. La dureza de estos aceros depende del contenido en carbono; aun así, son más tenaces que los aceros perlíticos. La martensita es una solución sólida sobresaturada de carbono y austenita.

Diagrama de fase

     Un diagrama de fase, es la representación gráfica de las fases  de uno o mas elementos bajo ciertas variables como temperatura, presión, concentraciones, entre otros. Recordando que una fase es una región que difiere en su microestructura y composición con respecto de otra región. 

Diagrama de fase hierro carbono 

     En el diagrama hierro-carbono se representan las transformaciones que sufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento (o enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente, de modo tal que los procesos de difusión tendrán tiempo para completarse. Dicho diagrama se obtiene experimentalmente identificando los puntos críticos.

     Entre los constituyentes del diagrama hierro carbono, se encuentran los siguientes: 

• Hierro: metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, posee buenas características magnéticas, suele ser complejo de extraer en forma pura.

• Aceros: son una aleación hierro carbono, en la cual el porcentaje de concentración del carbono  se encuentra comprendido entre 0,025% y 1,76% a temperatura ambiente, los aceros poseen gran utilidad principalmente para las industrias.

• Fundiciones: aleaciones de hierro  carbono, en las que el carbono se encuentra en una concentración comprendida entre 1,76% y 6,67% cuenta con una elevada dureza, lo que origina su uso para la fabricación de materiales de corte. 

Metales puros y aleaciones

Metales puros y aleaciones

    Los metales puros provienen de minerales que poseen la menor cantidad posible de su mena, es decir, se encuentran en su mayor concentración, poseen una buena resistencia a la corrosión y su conductividad eléctrica es alta, estas dos propiedades los hace ser específicos para funciones o aplicaciones concretas. sus estructuras cristalinas, están formadas a partir de un núcleo. Dependiendo de su velocidad de enfriamiento se pueden formar núcleos que a su vez originan granos cuyos tamaños determinan ciertas propiedades mecánicas.

     En cuanto a las aleaciones, resultan de la unión de dos o mas elementos químicos, uno de estos debe ser un metal, debe cumplir que los elementos sean totalmente miscibles en estado líquido y que el resultado tenga mayoría de enlaces metálicos. El propósito de las aleaciones es mejorar las características o propiedades de los metales puros, ya sea aumentando su conductividad, tenacidad, dureza. Entre otros.  Para que se forme una solución sólida estable los elementos deben formar parte de la misma red cristalina, en caso de poseer dos elementos, la aleación se encuentra formada por un soluto el cual es el elemento en menor cantidad y el solvente que se encuentra en mayor cantidad, por lo general el solvente es elemento que proporciona la estructura final a la aleación.

Los metales

  los metales 

  Son materiales caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad. Poseen alta densidad y son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución. No obstante a sus características favorables, se debe tomar en cuenta ciertos factores en contra, tal es el caso de la oxidación por corrosión a la que se encuentran expuestos los metales. Por otra parte esta la dependencia a los yacimientos mineros ya que en estos pueden agotarse los recursos, es decir los materiales tratados.