Diagrama hierro carbono

Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, representando un 5 % y, entre los metales, sólo el aluminio es más abundante, y es el primero más abundante en masa planetaria, debido a que el planeta, en su núcleo, concentra la mayor masa de hierro nativo, equivalente a un 70 %.

1. REP Ù BLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÌA ANTONIO JOS É DE SUCRE EXTENSIÒN BARQUISIMETO Integrante: Jhoniel Cadevilla C.I.: 27.554.217 Diagrama Hierro Carbono

2. El Hierro y su Constitución ¿Qué es el hierro? Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, representando un 5 % y, entre los metales, sólo el aluminio es más abundante, y es el primero más abundante en masa planetaria, debido a que el planeta, en su núcleo, concentra la mayor masa de hierro nativo, equivalente a un 70 %. 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. 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% y  70 %; tiene como impurezas silicio y fósforo . El Oligisto 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 siderita o hierro espático: tiene un contenido de hierro que varía del 40-60%, le acompañan como impurezas, el cromo, manganeso y la arcilla . La limonita o hematites parda: tiene un contenido del 30-50% de hierro, se presenta en masas estalactitas, concrecionadas o bajo otros aspectos. Su color es pardo de densidad 3.64 . Posee acido fosforito. La pirita o sulfuro de hierro: se caracteriza por el poco contenido de hierro, además de darle a esta muy mala calidad. Se emplea generalmente para la fabricación de ácido sulfúrico y sulfato de hierro .

3. Aleaciones del Hierro Las aleaciones de hierro que tienen desde pequeñas cantidades, alrededor del 0.03 %, a un 1.2 % de carbono, con cantidades de un 0.25 a 0.7% de Mn y/o Si y pequeñas cantidades no superiores a 0.050% de S y P, reciben el nombre de aceros al carbono o aceros ordinarios de construcción . Cuando en su composición aparecen otros elementos de aleación, reciben el nombre de aceros aleados. No obstante , y a pesar de que contengan ciertos elementos de aleación, los aceros se tratarán como aleaciones binarias de hierro y carbono, tratándose el efecto de los elementos sobre el diagrama de equilibrio Fe-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 del0.02% a la temperatura eutectoide y que disminuye hasta 0.005% de C a temperatura ambiente. El cementita es un compuesto Inter metálico formado por un átomo de carbono y tres de hierro. El 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 .

4. Características del 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 obtener hierro en estado elemental, los óxidos se reducen con carbono y luego es sometido a un proceso de refinado para eliminar las impurezas presentes . Es el elemento más pesado que se produce exotérmicamente por fusión, y el más ligero que se produce a través de una fisión, debido a que su núcleo tiene la más alta energía de enlace por nucleón

5. Diagrama de Equilibrio Hierro-Carburo de Hierro En primer lugar, conviene señalar que el diagrama de equilibrio normal representa realmente el equilibrio metaestable entre el hierro y el carburo de hierro ( cementita ). La cementita es metaestable y el verdadero equilibrio debe ser entre hierro y grafito. Aunque el grafito se encuentra ampliamente en hierros fundidos (2-4% en peso de C), generalmente es difícil obtener esta fase de equilibrio en aceros (0.03-1.5% en peso de C). Por lo tanto, debe considerarse el equilibrio metaestable entre el hierro y el carburo de hierro, porque es relevante para el comportamiento de la mayoría de los aceros en la práctica . El campo de fase mucho más grande de γ-hierro ( austenita ) en comparación con el de α-hierro (ferrita) refleja la solubilidad mucho mayor del carbono en γ-hierro, con un valor máximo de poco más del 2% en peso a 1147 ° C.

6. Hay varias temperaturas o puntos críticos en el diagrama, que son importantes, tanto desde el punto de vista básico como práctico. En primer lugar, está la temperatura A 1 , a la que se produce la reacción eutectoide (PSK), que es 723 ° C en el diagrama binario . En segundo lugar, está la temperatura A 3 , cuando el hierro α se transforma en hierro γ. En el caso del hierro puro, esto ocurre a 910 ° C, pero la temperatura de transformación se reduce progresivamente a lo largo de la línea GS mediante la adición de carbono . El tercer punto es A 4 en el que el γ-hierro se transforma en δ-hierro, 1390 ° C en hierro puro, pero esto aumenta a medida que se agrega carbono. El punto A 2 es el punto de Curie cuando el hierro cambia de la condición ferro- a la paramagnética. Esta temperatura es de 769 ° C para el hierro puro, pero no implica ningún cambio en la estructura cristalina. El A 1 , A 3 y A 4los puntos se detectan fácilmente mediante análisis térmico o dilatometría durante los ciclos de enfriamiento o calentamiento, y se observa cierta histéresis. En consecuencia , se pueden obtener tres valores para cada punto. Ac para calentar, Ar para enfriar y Ae (equilibrio), pero se debe enfatizar que los valores de Ac y Ar serán sensibles a las velocidades de calentamiento y enfriamiento, así como a la presencia de elementos de aleación. La transformación austenita -ferrita: En condiciones de equilibrio, la ferrita pro- eutectoide se formará en aleaciones de hierro y carbono que contengan hasta un 0,8% de carbono. La reacción ocurre a 910 ° C en hierro puro, pero tiene lugar entre 910 ° C y 723 ° C en aleaciones de hierro-carbono . La transformación austenita-cementita : La clasificación de Dube se aplica igualmente bien a las diversas morfologías de la cementita formada a temperaturas de transformación progresivamente más bajas. El desarrollo inicial de los alotriomorfos del límite de grano es muy similar al de la ferrita, y el crecimiento de las placas laterales o la cementita de Widmanstaten sigue el mismo patrón . La reacción austenita -perlita: La perlita es probablemente la característica microestructural más familiar en toda la ciencia de la metalografía. Fue descubierto por Sorby hace más de 100 años, quien correctamente asumió que era una mezcla laminar de hierro y carburo de hierro.