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HIERRO Y SUS ALEACIONES

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by

Diego López

on 6 April 2014

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Transcript of HIERRO Y SUS ALEACIONES

ALEACIONES DE HIERRO
¿Qué es el acero?
Es una aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 2,1% en peso de la composición de la aleación.
El acero alcanza normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3% de carbono.
La ingeniería metalúrgica denomina como acero a una familia muy numerosa de aleaciones metálicas, teniendo como base la aleación hierro-carbono.
Características del acero:
Su densidad media es de 7850 kg/m3
En función de la temperatura, el acero se puede contraer, dilatar o fundir.
Es un material tenaz, dúctil y maleable.
Tiene gran dureza.
Facilidad para soldar.
Se oxidan con facilidad.
Posee alta conductividad eléctrica.
ALEACIÓN
Es una combinación de propiedades metálicas, que está compuesta de dos o más elementos, de los cuales uno es un metal.
PRODUCCIÓN DE OBTENCIÓN DEL ACERO
En el proceso primario se obtienen las materias primas del hierro por métodos de coquización, proceso en el que se obtiene coque además de sinterización, proceso donde se obtiene el sinter y peletización para obtener el pelet.
Una vez que se obtiene el arrabio, y la materia preparada como coque y sinter, estos se llevan al alto horno, donde se limpian de impurezas ya que se funden por la combustión misma del coque, el cual es calentado por aire que pasa en tobos.
Después de este proceso se obtiene el arrabio el cual se introduce en un horno al oxigeno (80% de arrabio, 20% de chatarra) para ser limpiado se lleva a un horno eléctrico donde se le agrega el carbono y finalmente se cola en un planchón.
Para la laminación en caliente, el acero, dependiendo los requerimientos se lleva a cuatro procesos posibles:
molino de placa
molino de tira
skin pass
molino de perfiles pesados

Para la laminación en frío se puede llevar igualmente a cuatro procesos:
molinos reductores
molinos templadores
líneas de cromado
líneas de tensonivelado
Un
diagrama de equilibrio
de una mezcla es un gráfico que representa las diferentes fases y estados de agregación en que van a presentarse los componentes de un sistema en función de la temperatura y de la concentración de cada uno de los componentes de la mezcla.
En el caso del

diagrama de aleación hierro-carbono

se trata de un diagrama de equilibrio en el que se representa el comportamiento de la aleación de hierro y carbono en función del porcentaje de carbono contenido en la mezcla y de la temperatura.
Cuando la
temperatura

baja
hasta 723°C, el hierro sufre un cambio alotrópico y su red se transforma en cúbica centrada en el cuerpo (
BCC
).
Entonces el hierro se denomina
FERRITA O HIERRO-A.
El diagrama de hierro carbono consta de una serie de elementos, en su lado derecho están los grados de temperatura que puede alcanzar el hierro, y en su lado inferior están los porcentajes de carbono.
Nos sirve para saber donde se funden los metales.
Para saber qué porcentaje de carbono tiene cada metal.
El diagrama de hierro carbono consta de una serie de elementos, en su lado derecho están los grados de temperatura que puede alcanzar el hierro, y en su lado inferior están los porcentajes de carbono.
Las aleaciones hierro-carbono pertenecen al tipo de aleaciones que forman una composición química.
El carbono se puede encontrar en las aleaciones hierro-carbono, tanto en estado ligado (Fe3C), como en estado libre (C, es decir, grafito), es por esto que el diagrama comprende sistemas:
Fe-Fe3C (metalestable); este sistema comprende aceros y fundiciones blancas, osea, las aleaciones con el carbono ligado, sin carbono libre (grafito).


Fe-C (estable); este sistema expone el esquema de formación de las estructuras en las fundiciones grises y atruchadas donde el carbono se encuentra total o parcialmente en estado libre(grafito).
La clasificación de las aleaciones férreas según el contenido en carbono comprende
3
grandes grupos:
Las fases en las que se puede encontrar la aleación Hierro-Carbono dentro del diagrama de equilibrio son:

Acero líquido:
Mezcla de hierro y carbono a muy alta temperatura, la mezcla está en fase líquida y es homogénea.
Ferrita
: Solución sólida de con composición máxima del 0,025% de C a 723°C y de 0,008% a temperatura ambiente.
Austenita
: Solución sólida de con composición máxima del 2% de C, a 1130°C
Cementita
: Compuesto definido con fórmula CFe3 de estructura ortorrómbica, compuesto por 6,67% de C y 93.33% de Fe. Es magnética hasta los 210°C

Perlita
: Constituyente compuesto por un 86,5% de Ferrita y 13,5% de cementita, de estructura laminar. Debajo de 723°C.
Ledeburita
: Constituyente eutéctico con composición 4,3% de Carbono y 95,7% de hierro.
Bainita
: mezcla de fases de ferrita y cementita.
Cuando la
temperatura

baja
hasta 723°C, el hierro sufre un cambio alotrópico y su red se transforma en cúbica centrada en el cuerpo (
BCC
).
Entonces el hierro se denomina
FERRITA O HIERRO-A.
líneas líquidus
líneas líquidus
líneas sólidus
líneas sólidus
Líquido
Sólido B
+ Líquido
Sólido A
+ Líquido
Sólido A + Sólido B
Punto Peritéctico
Punto Eutéctico
Punto Eutectoide
Punto Peritéctico
Significa cercano a la fusión.
Concentración de 0.1% C
Temperatura 1486°C
Punto Eutéctico
Es la máxima temperatura ala que puede producirse la mayor cristalización del solvente y soluto
Concentración de 4.3% C
Temperatura 1130°C
Punto Eutectoide
líneas solvus
líneas solvus
Estas formas alotrópicas tienen diferentes propiedades y el acero adoptará unas u otras en función de cuál sea la composición y la temperatura de la mezcla.

En función de la utilización que se quiera hacer del producto resultante habrá que conseguir que la forma o las formas alotrópicas producidas sean unas u otras. Esa información se encuentra en el diagrama hierro-carbono.

Algunas aplicaciones del acero
Está presente en forma de herramientas, utensilios, equipos mecánicos y formando parte de electrodomésticos.



También es parte de las estructuras de las viviendas que habitamos y en la gran mayoría de los edificios modernos.


Algunas aplicaciones del acero
En carrocerías, partes del motor de automóviles, ruedas, ejes, camiones, cajas de cambio, ferrocarriles, rieles, buques, cadenas de anclas, trenes de aterrizaje de aeronaves, componentes de motores a chorro.

Reciclaje de aceros
Se envían nuevamente a las acerías, para volver a conseguir nuevos productos siderúrgicos.

Se estima que la chatarra reciclada cubre el 40% de las necesidades mundiales de acero. (cifra de 2006)
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