Diagrama Hierro Carbono y Estructuras Cristalinas |Metalurgia| - Salvador FI

Salvador FI Facultad de Ingeniería

12 Apr 202008:00

Summary

TLDREl video analiza las estructuras cristalinas del hierro y su relación con la solubilidad del carbono, utilizando el diagrama de fases hierro-carbono. Se explican las fases alfa (ferrita), gamma (austenita) y delta, cada una con diferentes capacidades de disolución de carbono, afectando las propiedades del acero. La ferrita tiene una solubilidad máxima del 0.022%, mientras que la austenita puede alcanzar hasta el 2.11%. Además, se menciona que a temperaturas superiores a 768 °C, el hierro pierde sus propiedades ferromagnéticas, recuperándolas al enfriarse. Este conocimiento es fundamental para la metalurgia y la ingeniería de aleaciones.

Takeaways

🧱 El hierro es un material que puede adoptar diferentes estructuras cristalinas según la variación de temperatura.
📊 El diagrama de fases del hierro-carbono es fundamental para entender las fases presentes y sus interacciones.
🔍 La fase alfa (ferrita) tiene una estructura cúbica centrada en el cuerpo (BCC) y una solubilidad de carbono muy baja (0.022%).
📈 La fase gamma (austenita) tiene una estructura cúbica centrada en las caras (FCC) y una mayor solubilidad de carbono (hasta 2.11%).
🌡️ La fase delta también presenta una estructura BCC y está presente a temperaturas elevadas.
🔗 La capacidad de disolución de carbono en diferentes fases de hierro determina sus propiedades mecánicas.
🧪 La cementita (Fe₃C) tiene una solubilidad de hasta 6.67% de carbono y se presenta en el diagrama de fases del hierro-carbono.
🔬 La perlita es un constituyente laminar formado por capas de ferrita y cementita, observable a nivel microscópico.
⚙️ Cuanto mayor sea el porcentaje de carbono en una aleación de hierro-carbono, más duro y frágil será el material resultante.
🧲 A temperaturas superiores a 768 °C, el hierro pierde sus propiedades ferromagnéticas, un proceso que es reversible al enfriar.

Q & A

¿Qué es el hierro y cómo se comporta ante variaciones de temperatura?
-El hierro es un material que puede formar diferentes estructuras cristalinas en función de las variaciones de temperatura.
¿Cuáles son las fases presentes en el diagrama de fases del hierro?
-Las fases presentes son ferrita (hierro alfa), austenita (hierro gamma) y hierro delta.
¿Qué estructura cristalina tiene la ferrita y cuáles son sus características?
-La ferrita tiene una estructura cúbica centrada en el cuerpo (BCC), con un factor de empaquetamiento del 68% y una solubilidad máxima de carbono del 0.022%.
¿Qué es la austenita y cómo se diferencia de la ferrita?
-La austenita tiene una estructura cúbica centrada en las caras (FCC), un factor de empaquetamiento del 72% y una mayor solubilidad de carbono, que puede llegar hasta el 2.11%.
¿Qué es el cementita y cuál es su solubilidad de carbono?
-El cementita (Fe₃C) es una fase que puede tener una solubilidad máxima de carbono de aproximadamente 6.67%.
¿Qué es la perlita y cómo se forma?
-La perlita es un constituyente laminar formado por capas alternas de ferrita y cementita, que se observa en la parte inferior del diagrama de fases.
¿Cuál es la relación entre el contenido de carbono y las propiedades del acero?
-A mayor contenido de carbono, el acero se vuelve más duro y frágil; en cambio, con menor contenido de carbono, se obtiene un acero más dúctil y maleable.
¿Qué sucede con las propiedades ferromagnéticas del hierro a 768°C?
-A 768°C, el hierro pierde sus propiedades ferromagnéticas y no es atraído por imanes; este proceso es reversible al enfriar por debajo de esta temperatura.
¿Por qué es importante comprender las estructuras cristalinas del hierro en la ingeniería?
-Comprender estas estructuras es crucial para determinar las características de las aleaciones de hierro-carbono y su aplicación en diversos procesos de ingeniería.
¿Cómo se observan las fases del hierro a nivel microscópico?
-A nivel microscópico, las fases del hierro, como la perlita y la ferrita, se ven diferentes en color, lo que permite identificar los límites de grano y las fases presentes.