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

Summary

El 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.