UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA, MINAS E INGENIERÍA METALÚRGICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA METALÚRGICA ASIGNATURA: TRATAMIENTOS TRATAMIENTOS TERMICOS TERMICO S
TEMA: EFETOS DE LA ALOTROPIA DEL HIERRO
: ING. GUILLERMO
BARRIOS RUIZ
DOCENTE
ESTUDIANTE:
PUMA AYQUIPA AYQUIPA JOSE ANGEL ANGE L
CODIGO
:
11404
SEMESTRE
:
01!"II
CUSCO # PERÚ
EFETOS DE LA ALOTROPIA DEL HIERRO 1. OBJETIVO •
Es atrapar a una microestructura Cúbica centrada en el cuerpo
•
(BCC) Y A UNA MICROESTRUCTURA Cúbica centrada en las caras (CC)
2. AR!O TEORI!O
ALOTROPÍA El concepto de alotrop!a "ue propuesto ori#inal$ente en %&'% por el u!$ico sueco J"ns Jaco# Ber$e%ius (%*+%&'&) , se de"ine co$o la capacidad ue poseen al#unos $ateriales para e-istir en $.s de una "or$a o estructura cristalina en la $is$a "ase o estado de la $ateria/ 0l ter$ino alotrop!a suele reser1arse para 2acer re"erencia de este co$porta$iento en ele$entos puros $ientras ue el t3r$ino poli$or"is$o se usa para ele$entos co$puestos/ 4a e-istencia de una estructura cristalina u otra 1a a depender de la te$peratura , presi5n e-teriores/ Cuando e-ista un ca$bio en las condiciones ter$odin.$icas los .to$os adoptan posiciones de $!ni$a ener#!a , por lo tanto de $.-i$a estabilidad
4a trans"or$aci5n alotr5pica a $enudo repercute en la densidad , en las propiedades "!sicas del $aterial de a2! el inter3s de su estudio en .reas co$o la in#enier!a/ 6or e7e$plo8 $ateriales con una estructura cúbica centrada en el cuerpo ser.n duros , resistentes $ientras ue los de estructura cúbica centrada en las caras ser.n $ateriales $.s blandos , ".cil$ente con"or$ables/ 4a alotrop!a suele ser $.s e1idente en los no+$etales (con e-clusi5n de los 2al5#enos , los #ases nobles) , $etaloides aunue ta$bi3n los $etales tienden a "or$ar 1ariedades alotr5picas/ En la trans"or$aci5n alotr5pica se produce una absorci5n de calor al ser calentado o en el caso del en"ria$iento8 un desprendi$iento de calor latente 1eri"ic.ndose estos procesos a te$peratura constante9 la deno$inada te$peratura de trans"or$aci5n alotr5pica/
6or e7e$plo en la i$a#en se $uestra la cur1a de en"ria$iento del &ierro puro/ N5tese las l!neas isoter$as correspondientes a las te$peraturas de trans"or$aci5n alotr5pica/ + En el inter1alo entre los %:;: , %;*< =C el 2ierro tiene la red cúbica centrada en el cuerpo , esta "ase alotr5pica recibe el no$bre de 2ierro > ( e > )/ + En el inter1alo entre %;*< , *%< = C la estructura pasa a ser cúbica centrada en las caras (e ?)/ + inal$ente por deba7o de *%< =C la red pasa a ser cúbica centrada en el cuerpo (e @)/
Est. situaci5n in"lu,e en operaciones co$o el te$ple del acero ,a ue el 2ierro al pasar de e ? a e @ su"re una 1ariaci5n de su 1olu$en/ El !ndice de coordinaci5n pasa de % a & , la co$pacidad del ' al &/ Todo ello puede pro1ocar ue aparecan #rietas super"iciales en el te$ple/ A altas presiones ta$bi3n puede estabiliarse el e+D ue presenta estructura 2e-a#onal co$pacta/
1.' ESTR(!T(RAS E) *(E !RISTALI+A) LOS ETALES
Cuando los $et.les solidi"ican desde el estado "undido al estado s5lido8 los .to$os se ordenan a s! $is$os de una $anera peculiar para cada $etal/ A este arre#lo se le lla$a red espacial / En %*%8 Ma- on 4aue8 descubri5 ue la disposici5n de las part!culas (iones) en un s5lido pod!a deter$inarse $ediante ra,os F8 con esto se descubri5 ueG en la $a,or!a de los s5lidos8 las part!culas ue los co$ponen se disponen en "or$a $u, ordenada/ Un s5lido ue posee sus part!culas indi1iduales dispuestas de esta $anera se deno$ina H sólido cristalinoH9 los $etales son s5lidos cristalinos8 este tipo de s5lidos poseen ta$bi3n un punto de "usi5n bien de"inido (para el 2ierro8 este es de %:;*=C) 4os $et.les solidi"ican en seis estructuras reticulares principalesG Cúbica centrada en el cuerpo (b/c//c) Cúbica centrada en las caras ("/c/c/) e-a#onal co$pacto (c/p/2/) Cúbica Tetra#onal centrado en el cuerpo • • • • •
Ro$bo3drica Sin e$bar#o8 la $a,or parte de los $etales puros en estado s5lido "or$an una de las si#uientes redes cristalinas si$etr!casG cúbica centrado en el cuerpo, cúbica centrada •
en las caras y hexagonal compacta.
En la "i#ura %8 se dan las representaciones con1encionales de las redes cristalinas $encionadas , los esue$as del e$paueta$iento de los .to$os (iones)8 ue dan una idea clara de cada estructuraG
3. MATERIALES Y EQUIPOS • •
Carbón coque Horno de mufa
4. PROCEDIMIENTO Se prepara 5 probetas dos erro lisos y un hierro corrugado y dos muelles de dierentes espesores. Se calienta el horno de mufa
Se introduce las 5 probetas a la boquilla del horno poniendo a los bordes de la probeta con carbón calentando a 1000 C apro!imadamente
"e un cierto tiempo cuando las probetas tienen el color amarillo relati#amente claro se le somete a un enriamiento r$pido por medio de agua.
%ue#amente las probetas se le pone al horno para calentar hasta obtener color amarillo
"e cierto tiempo nue#amente se le somete al enriamiento las probetas introduci&ndolo al agua. ' se obtienen los siguientes resultados(
TIENE SUS SIGUIENTES PROPIEDADES: Fe dulce 0,! C Fe de c"#$%&ucc'"# 0,3(! C Muelle 0,4 ) 0,*! C El +ue %'e#e -"& c"#%e#'d" de !C e# l-$ /&"e%-$ $e 1-# - #"%-& l-$ &-2-du&-$ cl-&-e#%e e# l-$ /&"e%-$ -$' e# d'c" "&de# de c"#%e#'d" de !C. A -"& c"#%e#'d" de !C %'e#e e#"& c"#duc%'1'd-d %&'cS"l" l"$ -ce&"$ c"# c"#%e#'d" de C $e /uede# d-& %&-%-'e#%"$ %&'c"$ /"&+ue /&e$e#%-# -l"%&"/5e# $u e$%&uc%u&-.
6. 7AGA UN COMENTARIO DE LOA RESULTADOS O8TENIDOS PRO8ETAS
IMAGEN
O8SER9ACIONE S
F'e&&" c"&&u-d"
)n esta imagen se las cinco probetas( )n la probeta de erro corrugado se nota una ra*adura mas clara porque tiene mayor contenido de carbono
F'e&&" l'$" de d'-e%&" e#"&
)n esta probeta se puede obser#ar una ra*adura a pesar que tiene poco contenido de +C
F'e&&" l'$" de d';e%&" -"&
N" $e #"%- u cl-&-e#%e l&-2-du&- /e&" e<'$%e u#&-2-du&- , $e cc"/&""
Muelle de e#"& e$/e$"&
Se /uede #"%-& l- &-2-du&- u cl-&-e#%e /e$-& + %'e#e /"c" c"#%e#'d" de !C
Muelle de -"& e$/e$"&
N" $e #"%cl-&-e#%e l&-2-du&- /e&" e<'$%e - /e$-& +ue e$ u# -ce&" de /"c" c"#%e#'d" de !C
*. RECOMENDACIONES •
•
,ener paiencia para reali-ar dicha practica porque los resultados al nal si concuerda con lo pre#isto de dicho enómeno que i#a a ocurrir nsistir con la prueba de calentamiento y enriamiento repetidamente hasta obtener los resultados deseados.
