DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO
IES LA SERNA
EJERCICIOS DIAGRAMAS DE FASE
TECNOLOGIA INDUSTRIAL II
24. Explica el proceso de solidificación de dos aleaciones cuyo porcentaje de C es menor y mayor de 0,88%. Tomando de referencia el diagrama simplificado, cuando el porcentaje de C es inferior a 0,88, los aceros son hipoeutectoides (aleación A en el diagrama de la izquierda), porque se forman antes del punto eutectoide. Si el porcentaje es mayor de 0,88, los aceros son hipereutectoides (Aleación B en el diagrama de la derecha).
Proceso de solidificación en la aleación A: Por encima de 1 solo tenemos fase líquida, a partir de ese punto empieza a formarse austenita, hasta llegar al punto 2 donde solidifica completamente. Cuando llega al punto 3 el Fe se transforma en Fe Durante este proceso la austenita residual se transformará en perlita en el punto 4, así entre el punto 4 y 5 la composición es perlita y ferrita. Proceso de solidificación en la aleación B: Por encima del punto 1 solo tenemos fase líquida, a partir de ese punto empieza a formarse la austenita hasta que solidifica totalmente en el punto 2. Entre el punto 2 y punto 3 tenemos Feg, a partir de ahí comienzan a separarse los cristales de cementita, empobreciéndose progresivamente en C la austenita restante. Cuando la temperatura baje hasta 723º, en el punto 4, la austenita se transforma en perlita (reacción eutectoide). Por debajo del punto 4 tendremos perlita y cementita.
25. Calcular la fracción de masa de ferrita y de cementita en la perlita. Si utilizamos el diagrama simplificado de la página 54 del libro de texto, trazo la isopleta para 0,89%de C, en la eutectoide y la recta de reparto sería: 0
0,89
6,67%C
W ferrita=
.100=87%; W cementita=
.100=13%
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26. En una aleación FeC con 0,3%C, estudia su enfriamiento desde una temperatura superior a 1540ºC hasta temperatura ambiente explicando las fases que aparecen y los %, utiliza el diagrama simplificado (pág. 54) Podemos fijarnos en la figura del ejercicio 23, y suponer que la aleación A es la correspondiente a un 0,3%C, en el libro sería aleación I del diagrama simplificado. Por encima del punto 1, una fase toda líquida. Entre punto 1 y 2 dos fases Fe y líquido. En el punto 2 solidifica toda la masa, o sea entre 2 y 3 tenemos austenita. En el punto 3 el Fe se transforma progresivamente en ferrita o Fe , mientras dura la transformación la austenita residual se enriquece en C, luego entre 3 y 4 tenemos ferrita y austenita. En el punto 4 se produce la reacción eutectoide, toda la austenita sufre la transformación a perlita. Entre 4 y 5 o a temperatura ambiente, tendremos ferrita y perlita. Análisis de composición y fracciones: A temperatura ambiente tenemos ferrita y perlita, la recta de reparto en punto 5 será: 0
0,3
0,89% W
ferrita=
.100= 66%; W
perlita=
.100= 34%
La perlita tendrá ferrita y cementita laminares, los porcentajes serán: W ferrita=
.100= 86,7% de ferrita en la perlita.
W cementita=
.100= 13,3% de cementita en la perlita.
0
0,89
6,67
La ferrita total en la aleación con un 0,3%C: Ferrita total= 66 +34
= 95,5%
La Cementita en la aleación será: Cementita= 34
= 4,5%
27. Igual que el ejercicio anterior pero con una composición del 3%C. Tenemos una fundición hipoeutéctica, podemos fijarnos en la aleación IV del diagrama simplificado del libro de texto pág. 54. La explicación viene en pág. 55. Así a temperatura ambiente, por debajo del punto 9 tendremos cementita, perlita y ledeburita transformada (la austenita de la ledeburita se transforma en perlita cuando llegamos a la temperatura de la eutectoide).
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28. Calcula las cantidades de ferrita y cementita (Fe3C) que están presentes en la perlita, sabiendo que la perlita debe contener 0,77%C. Usar el diagrama del ejercicio 22 del libro de texto. Busco el punto 0,77%C y trazo línea vertical o isopleta, señalo el punto donde se produce perlita, en la eutectoide, y trazo la isoterma, para después aplicar la regla de la palanca: 0,0218
0,77
W ferrita=
W cementita=
6,67%C * 100= 88% de ferrita o Fe
.100= 11% de cementita
29. La fracción de masa de la ferrita y de la cementita en un acero al carbono son 0,91 y 0,09 respectivamente. Decir si se trata de un acero hipoeutectoide o hipereutectoide. Utilizo el diagrama simplificado: 0
x=?
W cementita= W ferrita=
6,67%C
.100= 9 el valor de x= 0,6% de C en la composición de la aleación. . 100= 91 el valor de x coincide x= 0,6% de C.
Luego se trata de un acero hipoeutectoide de composición 0,6%C y el resto Fe.
