Diagrama de Fases Hierro Carbono - Salvador FI

Salvador FI Facultad de Ingeniería

11 Mar 202008:18

Summary

TLDREste video ofrece una descripción detallada del diagrama de fases del hierro y carbono, explicando las reacciones invariantes y las fases presentes. Se inicia con la clasificación de aceros según el porcentaje de carbono, distinguiendo entre aceros, fundiciones y aceros protectores. Luego, se describen las fases gamma (austenita), alfa (ferrita) y cementita (hierro 3 carbono), destacando sus características y aplicaciones. Seguidamente, se analizan tres reacciones invariantes clave en el diagrama, incluyendo la transformación de la fase delta, la transición de gamma a alfa más hierro 3 carbono (perlita) y la formación de eutectoide. El video es una valiosa herramienta para estudiantes y profesionales en metalurgia y materiales.

Takeaways

😀 El diagrama de fases de hierro y carbono es una herramienta fundamental en metalurgia para entender las reacciones y clasificaciones de aleaciones de hierro.
📊 El diagrama se presenta con una escala de carbono en peso porcentual en el eje horizontal y temperatura en grados Celsius en el eje vertical.
🧲 El extremo izquierdo del diagrama representa un 100% de hierro, mientras que el extremo derecho muestra una composición del 6.70% de carbono.
🔩 La clasificación de los aceros se basa en el porcentaje de carbono; aceros con menos del 2% de carbono y fundiciones con más del 2%.
🔨 El acero tectoide se encuentra en composiciones con 0.77% de carbono y es utilizado en procesos de deformación plástica debido a su blandura.
🌡️ La fase gamma o austenita puede contener hasta un 2.11% de carbono y existe en un rango de temperaturas de 727°C a 1.495°C.
🪓 La fase alfa o ferrite es la más blanda a temperatura ambiente y tiene una composición máxima de 0.02% de carbono.
💎 La cementita, compuesta por hierro y carbono (Fe3C), es muy dura y frágil debido a su alto contenido de carbono.
🌀 La perlita no es una fase pura sino una mezcla de ferrita y cementita, formado por láminas de ambos componentes.
⚖️ Existen tres reacciones invariantes en el diagrama, identificadas por líneas horizontales, que representan puntos críticos en las transiciones de fase.
🔍 Las reacciones invariantes incluyen la transformación de fase delta a líquido + delta, la transición de gamma a alfa más hierro 3 carbono (perlita), y la fusión líquida a gamma más hierro 3 carbono.

Q & A

¿Qué representa el diagrama de fases hierro-carbono?
-El diagrama de fases hierro-carbono muestra la relación entre la composición de hierro y carbono y las diferentes fases que se forman a distintas temperaturas.
¿Qué se encuentra en el extremo izquierdo y derecho del diagrama de fases?
-En el extremo izquierdo se encuentra el 100% de hierro, mientras que en el extremo derecho hay un 6.70% en composición de carbono.
¿Cómo se clasifica el acero en función del porcentaje de carbono?
-El acero se clasifica como tal cuando el porcentaje de carbono es menor al 2%. Dentro de los aceros, aquellos con un 0.77% de carbono se llaman eutectoides. Entre 0 y 0.77% son hipoeutectoides y entre 0.77% y 2% son hipereutectoides.
¿Qué fases principales se encuentran en el diagrama de fases hierro-carbono?
-Las fases principales son la fase gamma (austenita), la fase alfa (ferrita), la cementita (Fe3C), y la perlita (una mezcla de ferrita y cementita).
¿Cuál es el rango de temperaturas y la composición de carbono de la fase gamma (austenita)?
-La fase gamma (austenita) puede existir entre 727°C y 1495°C con una composición de hasta 2.11% de carbono.
¿Qué característica tiene la ferrita (fase alfa)?
-La ferrita es una de las fases más blandas a temperatura ambiente, con una composición máxima de carbono de 0.022%.
¿Qué es la cementita (Fe3C) y cuáles son sus propiedades?
-La cementita, o carburo de hierro, es un material muy duro y frágil debido a su alta concentración de carbono, con un 6.70% de carbono.
¿Cómo se forma la perlita y cuál es su estructura?
-La perlita se forma a partir de ferrita y cementita, y está constituida por láminas de ambos componentes, no se considera una fase pura.
¿Qué representa una línea horizontal en el diagrama de fases?
-Una línea horizontal en el diagrama de fases representa una reacción invariante, donde ocurren cambios de fase a una temperatura constante.
¿Cuáles son las reacciones invariantes presentes en el diagrama de fases?
-Las reacciones invariantes son: reacción peritéctica (entre líquido, fase delta, y fase gamma), reacción eutéctica (entre fase líquida y mezcla de fase gamma y cementita), y reacción eutectoide (entre fase gamma y mezcla de ferrita y cementita).

Outlines

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😀 Introducción al Diagrama de Fases Hierro-Carbono

El primer párrafo introduce el tema del video, que es el análisis del diagrama de fases del hierro y carbono. Se describe que el diagrama muestra la composición del hierro al 100% en un extremo y el carbono al 6.7% en el otro. Se menciona que el diagrama incluye una escala de temperatura tanto en Celsius como en Fahrenheit y que inicialmente se utilizarán los grados Celsius. Se clasifica el hierro y el acero según el porcentaje de carbono, donde los aceros tienen menos del 2% de carbono en peso y las fundiciones tienen más del 2%. Se detalla la clasificación específica de los aceros según su contenido de carbono, como el acero tectoide a 0.77% de carbono y los aceros y potec toides entre 0% y 0.77% de carbono. Además, se mencionan las fases presentes en el diagrama, como la fase gamma o austenita hasta 2.11% de carbono, la fase alfa o ferrite con hasta 0.02% de carbono y la fase cementita con 6.7% de carbono. Se describen sus propiedades, como la austeridad que es suave y utilizada en procesos de deformación plástica, y la cementita que es muy dura pero frágil debido a su alto contenido de carbono.

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😀 Reacciones Invariantes en el Diagrama de Fases Hierro-Carbono

El segundo párrafo se enfoca en las reacciones invariantes presentes en el diagrama de fases del hierro y carbono. Se identifican tres líneas horizontales que representan estas reacciones. Se describe la reacción a 1400.95 grados Celsius, donde se identifica la fase delta de hierro con una composición máxima de carbono del 0.08%. Se menciona que esta fase delta está por encima de los 1394 grados Celsius y que se encuentra junto con la fase líquida, formando una región de líquido + delta. Se analiza la reacción invariante de tipo peritectoide a 0.77% de carbono, donde se pasa de una región de dos fases (gamma y líquido) a una fase sólida (alfa más hierro 3 carbono). Finalmente, se discute la reacción invariante de tipo eutectico a 4.30% de carbono, donde se pasa de una fase líquida a una región de dos fases sólidas (gamma y hierro 3 carbono). El video concluye con un mensaje de motivación para que el espectador siga estudiando el contenido relacionado con metalurgia, materiales, diagramas de fases e ingeniería mecánica, y se da un saludo final del presentador Salvador.

Mindmap

Keywords

💡Metalurgia

Metalurgia es la ciencia y la ingeniería que se ocupan de la extracción de metales de sus minerales y su posterior tratamiento para darles las propiedades deseadas. En el video, la metalurgia es el tema central, ya que se discute el diagrama de fases del hierro y el carbono, que es fundamental en la fabricación de aceros y aleaciones metálicas.

💡Diagrama de fases

El diagrama de fases es una herramienta utilizada en la metalurgia para representar las condiciones de equilibrio entre las diferentes fases (sólidas, líquidas, gaseosas) de un material a diferentes temperaturas y composiciones. En el contexto del video, el diagrama de fases del hierro y el carbono muestra cómo se combinan estos dos elementos para crear diferentes tipos de aceros.

💡Hierro y carbono

El hierro y el carbono son los componentes principales discutidos en el video. El hierro es un metal que se encuentra en la mayoría de las rocas y el carbono es un elemento no metálico que, cuando se combina con hierro, da lugar a una amplia gama de materiales metálicos, como los aceros.

💡Porcentaje de carbono

El porcentaje de carbono es un factor crítico en la clasificación y propiedades de los aceros. En el video, se menciona que los aceros tienen un porcentaje de carbono menor al 2%, mientras que las fundiciones tienen más del 2%. Este porcentaje influye directamente en las propiedades mecánicas y térmicas del acero.

💡Acero

El acero es una aleación de hierro y carbono que se utiliza ampliamente en la construcción, la industria y la fabricación. En el video, se describe cómo los aceros se clasifican según el porcentaje de carbono que contienen, y se mencionan diferentes tipos de aceros, como el 'acero tectoy', que tiene una composición de 0.77% de carbono.

💡Fases gamma y alfa

Las fases gamma y alfa son dos de las fases presentes en el diagrama de fases del hierro y el carbono. La fase gamma, también conocida como austenita, es una mezcla de hierro y carbono que se forma a temperaturas más altas y tiene una estructura cubica centrórica. La fase alfa, por otro lado, es una mezcla de hierro y un pequeño porcentaje de carbono que se forma a temperaturas más bajas y tiene una estructura de cubeta.

💡Cementita

La cementita, también conocida como hierro 3 carbono o carburo de hierro, es una de las fases presentes en el diagrama de fases. Es un material muy duro y frágil debido a su alta concentración de carbono. En el video, se menciona que la cementita se encuentra en una composición del 6.70% de carbono.

💡Perlita

La perlita es una mezcla de las fases alfa (ferrita) y hierro 3 carbono (cementita). Aunque no se considera una fase pura, es importante en la metalurgia porque es una de las fases que se forman durante el enfriamiento del acero. En el video, se describe cómo la perlita está compuesta por láminas de ferrita y cementita.

💡Reacciones invariantes

Las reacciones invariantes son puntos críticos en el diagrama de fases donde ocurren cambios químicos o físicos significativos. En el video, se discuten tres reacciones invariantes importantes: la peritectoide, donde se pasa de una región de dos fases a una fase sólida; la eutectoide, donde se pasa de una fase sólida a dos fases sólidas; y la eutectica, donde se pasa de una fase líquida a dos fases sólidas.

💡Temperatura

La temperatura es un factor clave en el diagrama de fases, ya que determina las condiciones en las que se forman y se transforman las diferentes fases. En el video, se menciona la importancia de la temperatura en las reacciones invariantes, como la fusión de la fase delta a los 1.394 grados centígrados y la formación de la perlita a 0.77% de carbono.

Highlights

Introducción al diagrama de fases del hierro y carbono

Descripción de las reacciones invariantes presentes en el diagrama

Explicación de los componentes que forman el diagrama de fases

Clasificación de aleaciones de hierro según el porcentaje de carbono

La composición de hierro es del 100% en el extremo izquierdo del diagrama

6.70% de carbono en la composición en el extremo derecho del diagrama

Uso de la escala de temperatura en grados Celsius para la presentación

La clasificación de aceros se basa en el porcentaje de carbono (menor al 2%)

Ferrocarburos se clasifican según el porcentaje de carbono (mayor al 2%)

La fase gamma o austenita puede contener hasta 2.11% de carbono

La fase alfa o ferrita tiene una máxima composición de carbono del 0.022%

La cementita, compuesta por hierro y carbón, es muy dura y frágil

La perlita está formada por ferrita y cementita y no es una fase pura

Las reacciones invariantes se identifican por la cantidad de líneas horizontales en el diagrama

La reacción de tipo peri técnique ocurre cuando se pasa de dos fases a una sola

La reacción tectoy de ocurre al pasar de la fase gamma a alfa más hierro 3 carbono

La reacción auténtico ocurre al pasar de una fase líquida a dos fases sólidas

El diagrama de fases es esencial para la metalurgia y la ingeniería de materiales