Diagrama Hierro Cobre

Diagrama de equilibrio de la aleación Hierro-Carbono Violeta Molleturo, Naomi Peñaherrera

Universidad de Cuenca, Facultad de Ciencias Químicas, Carrera de Ingeniería Química Asignatura: Físico-Química, Cuenca – Ecuador, Ecuador, Fecha de entrega: 30-10-2017

1. INTRODUCCIÓN Se llama aleación a la mezcla homogénea en estado fundido un metal con al menos otro elemento que puede ser metálico o no, pero el producto final obtenido debe presentar características metálicas. El componente principal de una aleación metálica será siempre un elemento metálico, que hará prevalecer su estructura cristalina tras la aleación. La estructura de una aleación resulta más compleja que la de un metal puro. Las propiedades de las aleaciones dependen de su s u composición y del tamaño, forma y distribución de sus fases o micro-constituyentes. En general, las aleaciones tienen mejores propiedades que el metal puro.

2. OBJETIVOS Objetivo General: Investigar y analizar analizar el diagrama diagrama de equilibrio de HierroHierro- Carbono, identificando las partes más importantes y sobresalientes del digrama, mediante una investigación bibliográfica.

Objetivos específicos: 

Aplicar los conocimientos adquiridos en clase.



Exponer y explicar en clases el diagrama represent ado.

3. EXPOSICIÓN El hierro puro tiene muy pocas aplicaciones industriales, pero formando aleaciones con carbono y otros elementos, es el metal más utilizado en la industria actual. Es aquí donde radica la importancia del estudio de su composición, su constitución y su estructura. Antes de estudiar los aceros, es importante conocer los distintos estados en los que podemos encontrar el hierro desde su punto de fusión hasta su estructura cristalina:

Variedad - Cristaliza hasta 768 ºC en la red cúbica centrada. Disuelve muy poco carbono, un 0,008% a temperatura ambiente. Es magnético.

Variedad - Se encuentra entre 768 ºC y 910 ºC. Es simi lar al hierro a pero no es magnético. Variedad - Se encuentra entre 910 ºC y 1.400 ºC. Disuelve fácilmente el carbono, hasta el 1,76%. Es diamagnético. 1

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Variedad - Cristaliza entre 1.400 ºC y 1.539 ºC en la red cúbica centrada. Puede disolver hasta un 0,1% de carbono. No tiene aplicaciones siderúrgicas.

Fig 1. Variedad de moléculas de Hierro 3.1 Composición A temperatura ambiente, todo el carbono se encuentra en forma de carburo de hierro, excepto un mínimo porcentaje de ferrita. Las aleaciones cuyo contenido de carbono está entre 0,08% y 1,76% se denominan aceros. Si la composición es superior al 1,76% se denominan fundiciones. La máxima proporción de carbono que se puede disolver es 6,67% (cementita). La introducción del carbono en el Fe modifica las propiedades de este de forma muy significativa y es necesario conocer c onocer que ocurre en los aceros al aumentar el % de C. Según aumenta el contenido de carbono se produce una deformación mayor en las redes cristalinas, en las soluciones sólidas y da lugar a la aparición de cementita pura (Fe 3C), constituyente muy duro y frágil, en mayor cantidad.

3.2 Constitución Los constituyentes de la aleación varían en función de la concentración de los componentes químicos y de la temperatura. Los más importantes son: 

 





Ferrita: Solución sólida de carbono en hierro

.

Es el más blando y dúctil. Disuelve

muy poco carbono (menos de 0,008%) por lo que se considera hierro . Cementita: Es el carburo de hierro (Fe 3C). Es el más duro. Perlita: es el microconstituyente eutectoide formado por ferrita (86,5%) y cementita (13,5%). Austenita: Es una solución sólida por inserción de car bono en hierro  (hasta 1,76% de C). No se encuentra a temperatura ambiente. Es blando, deformable, tenaz y muy resistente al desgaste. Es el constituyente más denso y no es magnética. Ledeburita: es una aleación eutéctica de ferrita y cementita. Es propio de las



Fig. 2 Diagrama de equilibrio de Fe-C, según su constitución.

3.3 Diagrama de Hierro-Carbono La línea ABCD es la línea de líquido lí quido y la línea AHJECF es la línea lí nea de sólidos (Fig 4). Los puntos más destacables de diagrama son:  

  

Punto A Punto A:: Punto de fusión del Hierro puro (1.539 ºC). Punto C : Punto eutéctico (punto al cual dos solidos se funden al mismo tiempo y pasan a líquido) de la ledeburita que corresponde una aleación eutéctica entre austenita y cementita). Punto E Punto E : Punto de solubilidad máxima de C en Fe  (2,14% de C). Punto D: Punto de fusión de la cementita pura (Fe 3C). Punto S ó eutectoide: eutectoide: Punto del diagrama de fases que corresponde a la composición eutectoide, temperatura más baja en la que se forma la austenita.



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Fig. 3 Diagrama de equilibrio de Fe-C.

6 c

4. CONCLUSIONES En conclusión podemos decir que los diagramas de equilibrio son gráficas muy importantes que representan las fases y estado en que pueden estar diferentes concentraciones de materiales que forman una aleación a distintas temperaturas. Estos diagramas aportan diversa información sobre la fusión, cristalización, cristalizaci ón, moldeo, composición, etc., las cuales son muy importantes a la hora de analizar el comportamiento de un material. En el diagrama de equilibrio Fe-C, se representan las transformaciones que sufren los aceros al incrementar el carbono con la temperatura. Este diagrama es muy importante ya que nos sirve para saber dónde se funden los metales y que porcentaje de carbono tiene cada metal. Finalmente el diagrama de fases ayuda a predecir, por ejemplo, a que temperatura el material lograría la solidificación, a que temperatura fundiría, a que temperatura lograría el equilibrio cierta aleación, averiguar la solubilidad, etc.

5. BIBLIOGRAFÍA Miguel P. de Andrés Sanz (1962). El diagrama hierro-carbono y los fundamentos de los tratamientos térmicos del acero. acero. Editorial Montecorvo, Madrid, España. Pere Molera Solá (1991). Tratamiento térmico de los metales. metales . Editorial Marcombo, Barcelona, España. Recuperado de: https://books.google.com.ec/books?id=4W5-vnDlvgC&pg=PA15&dq=diagrama+hierro+carbono&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwjwm5 TBopTXAhXKdSYKHV06AWkQ6wEI TBopTXAhXKdSYKHV06AWkQ6wEIKTAB#v=onepage&q=diagrama%20hierro% KTAB#v=onepage&q=diagrama%20hierro%20car 20car bono&f=false F. R. Morral (1985). Metalurgia (1985). Metalurgia General. Volumen General. Volumen 2. Editorial Reverté, Barcelona, España. Recuperado de: https://books.google.com.ec/books?id=I-hsKRVkzsAC&pg=PA1067&dq= diagrama+hierro+carbono&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwjwm5TBopTXAhXKdSYKHV0 6AWkQ6AEIPDAE#v=onepage&q=diagrama%20hierro%20carbono&f=false

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