Acero eutectoide

Summary

El video analiza las propiedades de los aceros y las reacciones que ocurren en diferentes composiciones de carbono y temperaturas. Se centra en la reacción eutectoide que ocurre a 727 °C y 0.77% de carbono, donde coexisten ferrita y cementita. Se mencionan los aceros hipoeutectoides y los hipereutectoides, y cómo su estructura cambia al variar la temperatura. El video utiliza el diagrama de fases para explicar las composiciones de las fases en distintos puntos y cómo aplicar la regla de la palanca para determinar la cantidad de cada fase en diferentes condiciones.

Takeaways

• 🔍 Los aceros se clasifican en eutectoides, hipoeutectoides (0.022% a 0.77% de carbono) y hipereutectoides (0.77% a 2.1% de carbono).
• ⚙️ A partir de un contenido de carbono de 2%, el material deja de llamarse acero y pasa a ser una fundición.
• 📉 La reacción eutectoide ocurre a 727 °C con una composición de 0.77% de carbono, en la que coexisten tres fases.
• 🧱 En los aceros eutectoides, la estructura llamada perlita está formada por ferrita y cementita en proporciones específicas.
• 📐 Al analizar una muestra con 0.77% de carbono y 1000 °C, solo una fase está presente: la austenita (hierro gamma) con la misma composición de carbono.
• 🌡️ A 600 °C, se observan dos fases en equilibrio: ferrita (hierro alfa) y cementita, con una proporción de carbono específica en cada una.
• 🧮 La regla de la palanca se usa para calcular el porcentaje de cada fase en una aleación a 600 °C con 0.77% de carbono, resultando en aproximadamente 88.64% de ferrita y 11.36% de cementita.
• 📊 Un acero con 0.2% de carbono se clasifica como hipoeutectoide y, a temperatura ambiente, contiene ferrita y cementita sin tratamiento térmico.
• 📏 Para determinar las proporciones de las fases en el acero, se trazan líneas isotermas en el diagrama de fases y se calculan usando los límites de solubilidad.
• 🔍 Es fundamental expresar el porcentaje de carbono en cada fase correctamente, ya que omitir esta información puede llevar a errores en el análisis.

Q & A

¿Qué es la reacción eutectoide y en qué condiciones ocurre?

La reacción eutectoide ocurre a una temperatura de 727 °C y a una composición de 0.77% de carbono, donde la austenita se transforma en una mezcla de ferrita y cementita, llamada perlita. En este punto, los grados de libertad son cero, lo que significa que es un punto invariante donde coexisten las tres fases simultáneamente.

¿Cuál es la diferencia entre aceros hipoeutectoides e hipereutectoides?

Los aceros hipoeutectoides tienen una cantidad de carbono entre 0.022% y 0.77%, mientras que los aceros hipereutectoides tienen un contenido de carbono entre 0.77% y 2.1%. A partir de un 2% de carbono, el material se considera una fundición y no un acero.

¿Qué es la perlita y cómo se forma?

La perlita es una mezcla de ferrita y cementita que se forma durante la reacción eutectoide, cuando la austenita se transforma al enfriarse a 727 °C y 0.77% de carbono. Es una estructura laminar con propiedades mecánicas que proporcionan resistencia y tenacidad al acero.

¿Cuáles son las fases presentes a 1000 °C en un acero con 0.77% de carbono?

A una temperatura de 1000 °C y una composición de 0.77% de carbono, el acero está en fase de austenita o hierro gamma, que es una solución sólida de carbono en hierro con una estructura cristalina cúbica centrada en las caras.

¿Qué ocurre en un acero hipoeutectoide cuando se enfría a 600 °C?

A 600 °C en un acero hipoeutectoide con 0.77% de carbono, se observan dos fases: ferrita (hierro alfa) con una baja concentración de carbono (aproximadamente 0.01%) y cementita con 6.7% de carbono. Se realiza la regla de la palanca para determinar la proporción de cada fase.

¿Cómo se usa la regla de la palanca en la determinación de fases?

La regla de la palanca se utiliza para calcular la cantidad de cada fase en una mezcla bifásica. Se utiliza la diferencia en composiciones para hallar la proporción de cada fase, usando los extremos de la composición de la fase alfa (ferrita) y cementita en el diagrama.

¿Qué fases están presentes en un acero a temperatura ambiente si contiene 0.2% de carbono?

A temperatura ambiente, un acero con 0.2% de carbono es hipoeutectoide y presenta una mezcla de ferrita y cementita, ya que se encuentra por debajo de la línea eutectoide y no ha experimentado ningún tratamiento térmico adicional.

¿Qué significa el término 'punto invariante' en el contexto de la metalurgia de los aceros?

Un punto invariante es un punto en el diagrama de fases donde tres fases diferentes coexisten en equilibrio a una temperatura y composición específicas sin grados de libertad adicionales; en el caso de los aceros, este punto se presenta en la reacción eutectoide a 727 °C y 0.77% de carbono.

¿Qué características tiene el hierro alfa (ferrita) en los aceros?

La ferrita o hierro alfa es una fase con bajo contenido de carbono, estructurada en forma cúbica centrada en el cuerpo y caracterizada por su bajo nivel de dureza y alta ductilidad. A temperatura ambiente, es la fase predominante en aceros hipoeutectoides.

¿Qué ocurre con los aceros al alcanzar un contenido de carbono superior al 2%?

Cuando el contenido de carbono en los aceros supera el 2%, el material deja de ser considerado acero y se clasifica como una fundición. Las fundiciones tienen diferentes propiedades mecánicas y se utilizan en aplicaciones donde se requiere mayor resistencia al desgaste.