UNIDAD III• DIAGRAMA DE EQUILIBRIO

• HIERRO-CARBONO

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DIAGRAMA DE EQUILIBRIO HIERRO-CARBONOHIERRO-CARBONO

El hierro es un constituyente fundamental de algunas de las mas importantes aleaciones de la ingeniería

• Un Análisis típico del hierro dulce es:• Carbono …………..0.012%• Manganeso ………. 0.017%• Fósforo …………… 0.005%• Azufre………………0.025%• Silicio ………………. Insignificante.

CURVA DE ENFRIAMIENTO DEL HIERRO PUROCURVA DE ENFRIAMIENTO DEL HIERRO PURO

Diagrama hierro-carbonoDiagrama hierro-carbonoLa temperatura que tienen lugar los cambios alotrópicos en el hierro La temperatura que tienen lugar los cambios alotrópicos en el hierro

esta influida por elementos de aleación, el mas importante es el esta influida por elementos de aleación, el mas importante es el carbono.carbono.

• El diagrama muestra tres líneas horizontales que indican reacciones isotérmicas

Aquellas aleaciones que contienenAquellas aleaciones que contienen::menos del 2% de carbono … Acerosmenos del 2% de carbono … Aceros

mas del 2% de carbono .. Hierros fundidosmas del 2% de carbono .. Hierros fundidos

• Acero Hipoeutectoide ..- 0.8% de C• Acero Hiperecteutoide …+ del 0.8% C

• Hierro Fundido Hipoeutectoide …-4.3 % C• Hierro Fundido Hiperecteutoide ...+4.3% C

CONSTITUCION DE LASCONSTITUCION DE LAS ALEACIONES ALEACIONES HIERRO-HIERRO-CARBONOCARBONO

• Ferrita.• Cementita.• Perlita.• Austenita.• Martencita.• Troostita.• Sorbita.• Bainita.• Ledeburita.• Steadita.• Grafito.

FERRITAFERRITA

• Su solubilidad a la temperatura es a 0.008% de C.• Se considera como hierro Alfa puro• Máxima solubilidad del C en el hierro alfa es de 0.02

% a 723 º C • El mas blando y dúctil constituyente• Tiene una dureza de 90 Brinell• Resistencia mecánica a la rotura de 28

Kg./mm^2• Es Magnética

CEMENTITACEMENTITA

• Carburo de hierro Fe3C• Contiene 6.67 % C y 93.33% de hierro• El mas duro y frágil de los constituyentes.• Su dureza Brinell es de 700(68 Rockwell C).• Es magnética hasta los 210 ºC

PERLITAPERLITA

• Compuesto por 86.5 % de Ferrita y 13.5 % de Cementita

• Su dureza aproximada es de 200 Brinell.• Resistencia a la rotura de 80 Kg./mm^2.• Tiene un alargamiento del 15 %

AUSTENITAAUSTENITA

• El constituyente mas denso de los aceros.• Empieza a deformarse a 723ºC • Formada por cristales cúbicos de hierro

Gamma.• Tiene una dureza Brinell de 300.• Tiene una resistencia de 100 Kg./mm^2.• Tiene un Alargamiento de 30 %.

MARTENCITAMARTENCITA

• Después de la cementita es el constituyente mas duros de los aceros.

• Una solución sólida sobresaturada de C en hierro Alfa.

• Su dureza varia de 50 a 68 Rockell C.• Su resistencia mecánica de 175 a 250

Kg./mm^2 .• Su Alargamiento de 2.5 % a 0.5 %.• Es magnetica.

TROOSTITATROOSTITA

• Antiguamente se la denominaba osmondita.• Por transformación isotérmica de la austenita entre

las temperaturas de 500º a 600º .• Por enfriamiento de la austenita a una velocidad

inferior a la critica de temple.• Su dureza es de 450 Brinell.• Su resistencia de 250 Kg./mm^2.• Su Alargamiento de 7.5 %.

SORBITASORBITA

• Por transformación Isotérmica de la Austenita de 600ºC a 650ºC.

• Su dureza es de 350 Brinell.• Su resistencia de 100 Kg./mm^2.• Su Alargamiento del 15 %.

BAINITABAINITA

• Por la transformación Isotérmica de la Austenita de 250ºC a 550ºC.

• Enfriando la Austenita rápidamente hasta 300ºC y 500ºC

LEDEBURITALEDEBURITA

• No es un constituyente de los aceros sino de las fundiciones .

• Se encuentra en la aleación cuando el porcentaje de carburo de hierro aleado es superior al 25%.

• Es una Eutéctica (fluidez perfecta).• Por el enfriamiento de la fundición liquida de 4.3%

de C desde 1130ºC .• Contiene el 52%de cementita y 48% de austenita de

1.76% de C.

STEDITA

• De naturaleza Eutéctica .• Aparece en las fundiciones de mas de 0.15 %

de Fósforo.• Comprende un 10% de Fósforo

aproximadamente.• Es muy frágil y dura.• Se funde a 960ºC.

GRAFITOGRAFITO

• Uno de los 3 estados alotrópicos que se encuentra el carbono en estado libre en la naturaleza.

• Blando, untuoso, de color gris oscuro.• Peso especifico 2.25.• Baja la dureza, resistencia mecánica, elasticidad y

plasticidad.• Mejora la resistencia al desgaste y a la corrosión .• Sirve de lubricante con el roce.

IMPUREZASIMPUREZAS

• Formadas por sulfuro de manganeso, oxido de aluminio, silicatos, etc.

• Proceden de los refractarios de los hornos, de las escorias o de los procesos de oxidación o desoxidación.

UNIDAD IVUNIDAD IVACEROSACEROS

• Se denomina acero a toda aleación hierro-carbono forjable cuyo contenido de carbono esta generalmente comprendido entre 0.008 al 2.1%.

• Se denomina fundición a toda aleación hierro-carbono no forjable cuyo contenido de carbono es generalmente 2.1 al 6.67 % de C.

ACEROSACEROS

• Aceros Hipoeutectoides…. Inferior al punto S(eutectoide).

• Aceros Eutectoides …… igual al punto S• Aceros Hipereutectoides …superior al punto S.• El porcentaje de carbono en el punto S es de

1.76 % C.

CLASIFICACION DE ACUERDO A SU CLASIFICACION DE ACUERDO A SU PROCEDIMIENTO DE FRABRICACIONPROCEDIMIENTO DE FRABRICACION..

• Aceros Bessemer.• Aceros Thomas.• Aceros Siemiens.• Aceros Electricos.• Aceros al Crisol.

CLASIFICACION DE ACUERDO AL GRADO CLASIFICACION DE ACUERDO AL GRADO DE DESOXIDACIONDE DESOXIDACION.

• Aceros Calmados.-Desoxidados por completo y al solidificarse no desprenden gases

• Aceros Efervescentes..-Desoxidado incompletamente y al solidificarse desprenden abundantes gases, producen sopladuras.

CLASIFICACION DE ACUERDO A SU CLASIFICACION DE ACUERDO A SU CONSTITUCIONCONSTITUCION

• Aceros Perliticos.• Aceros Martensiticos• Aceros Eusteniticos.• Aceros Ferriticos.• Aceros con Carburos.

CLASIFICACIO DE ACUERDO A SU CLASIFICACIO DE ACUERDO A SU COMPOSICIONCOMPOSICION

• Aceros al Carbono.

• Aceros Aleados.

CLASIFICACION DE LOS ACEROS AL CLASIFICACION DE LOS ACEROS AL CARBONO DE CONSTRUCCIONCARBONO DE CONSTRUCCION

• Aceros Inoxidables.• Aceros Dulces.• Aceros Semi dulces.• Aceros Semi duros.• Aceros muy Duros.• Aceros Extra Duros.

CLASIFICACION DE LOS ACEROS DE GRAN CLASIFICACION DE LOS ACEROS DE GRAN ELASTICIDADELASTICIDAD.

• Aceros al Carbono.• Aceros Mangano-Silicios.• Aceros Aleados.

CLASIFICACION DE LOS ACEROS CLASIFICACION DE LOS ACEROS INOXIDABLESINOXIDABLES

• 2XX.-Cromo, Níquel, Manganeso.• 3XX.-Cromo, Níquel, no Endurecibles.• 4XX.-Cromo Endurecibles.• 5XX.- Cromo bajo cromo.

CLASIFICACION DE LOS ACEROS PARA CLASIFICACION DE LOS ACEROS PARA HERRAMIENTASHERRAMIENTAS.

• W=Templados en agua.• S=Resistencia al impacto .• O=Trabajo en frío, templables en aceite.• A=Trabajo en frío, mediante aleación y templables en aire.• D=Trabajo en caliente, alto C, alto Cr.• T=Alta velocidad, base tungsteno.• M=Alta velocidad, base molibdeno.• P=Moldes aceros para moldes.• L=Propiedades especificas, baja aleación.• F=Propiedades especificas, carbono tungsteno

CLASIFICACION POR SU GRADO DE CLASIFICACION POR SU GRADO DE UTILIZACIÓN.UTILIZACIÓN.

• Aceros de fácil mecanización.• Aceros para muelles.• Aceros para calderos.• Aceros para construcción de herramientas.

CLASIFICACION POR SU COMPOSICIÓN CLASIFICACION POR SU COMPOSICIÓN QUIMICAQUIMICA

• Aceros en base a normas internacionales como AISI, ASTM, SAE.

• Aceros en base al fabricante de aceros, ASSAB, BOHLER, etc.

CLASIFICACION GENERAL DE CLASIFICACION GENERAL DE LOS ACEROS DE ACUERDO A SU LOS ACEROS DE ACUERDO A SU

UTILIZACIÓNUTILIZACIÓN

ACEROS DE CONSTRUCCIÓNACEROS DE CONSTRUCCIÓN

• Aceros al carbono.- Para construcciones metalizas y piezas de maquinaria en general.

• Aceros de baja aleación y alto limite elástico.-Para grandes construcciones (puentes, torres, etc.).

• Aceros de fácil mecanización.-Para emplear en tornos automáticos etc.

ACEROS QUE SE USAN DESPUES DEL ACEROS QUE SE USAN DESPUES DEL TRATAMIENTOTRATAMIENTO

• Aceros al carbono.• Aceros de gran resistencia.• Aceros para cementación.• Aceros de nitruración.• Aceros para muelles.• Aceros resistentes al desgaste.• Aceros de propiedades eléctricas especiales.• Aceros Maraging.

ACEROS PARA HERRAMIENTASACEROS PARA HERRAMIENTAS

• Aceros al carbono.• Aceros rápidos• Aceros para trabajos en caliente.• Aceros indeformables.• Aceros de corte no rápidos.

ACEROS INOXIDABLES Y RESISTENTES AL ACEROS INOXIDABLES Y RESISTENTES AL CALORCALOR

• Aceros martensiticos de 13 a 18% de Cr.• Aceros ferriticos de 16 a 30% de Cr.• Aceros cromo-níquel del grupo 18/8.• Aceros cromo-níquel austeniticos de alta aleación.• Aceros para valvulas.• Aceros con elevada resistencia a la fluencia en

caliente.• Aceros inoxidables endurecibles por precipitación.

CLASIFICACIO DE LOS ACEROS CLASIFICACIO DE LOS ACEROS ALEADOS DE ACUERDO A SU ALEADOS DE ACUERDO A SU

UTILIZACIÓNUTILIZACIÓN

ACEROS EN LOS QUE TIENE UNA IMPORTANCIA ACEROS EN LOS QUE TIENE UNA IMPORTANCIA FUNDAMENTAL LA TEMPLABILIDADFUNDAMENTAL LA TEMPLABILIDAD

• Aceros de gran resistencia• Aceros de cementacion• Aceros de muelles• Aceros indeformables

ACEROS DE CONSTRUCCIONACEROS DE CONSTRUCCION

• Aceros de gran resistencia• Aceros de cementacion.• Aceros para muelles.• Aceros de nutrición.• Aceros resistentes al desgaste.• Aceros para imanes.• Aceros para chapa magnética.• Aceros inoxidables y resistentes al calor.

ACEROS DE HERRAMIENTASACEROS DE HERRAMIENTAS(volframio)(volframio)

• Aceros rápidos.• Aceros de corte no rápidos.• Aceros indeformables.• Aceros resistentes al desgaste.• Aceros par trabajos de choque.• Aceros inoxidables y resistentes al calor.

DESIGNACION DE LOS ACERODESIGNACION DE LOS ACERO

Se realiza por medio de 4 o 5 números dígitos xxxx.

• El primer digito indica el tipo de acero.• El segundo el porcentaje aproximado.• Los 2 o 3 indican el contenido medio de

carbono dividido por cien.• En la AISI los números van precedidos de una

letra que indica el método de fabricación de acero.

• 10XX = Aceros al carbono, básicos de hogar abierto y bessemer ácidos

• 11XX = Aceros al carbono de hogar abierto y bessemer ácidos, azufre alto fósforo bajo

• 12XX = Aceros al carbono; básicos de hogar abierto, azufre alto, fósforo bajo

• 13XX = Manganeso 1.75