CLASES O TIPOS DE ACEROS
En las combinaciones (Fe-C) hay una gran variedad de componentes diferentes hasta once se obtienen y son las siguientes cementita, ausentita, troostita ferrita, perlita, , martensita, troostita sorbita, bainita, ledeburita, steadita y grafito.
Es un componente combinado por el 86.5% de ferrita y el 13.5% de cementita, es decir, hay 6.4 partes de ferrita y 1 de cementita. La perlita tiene una resistencia a la rotura de 80 Kg/mm2 y un alargamiento del 15%, posee una dureza de alrededor de 200 Vickers. Cada grano de perlita está formado por láminas o placas alternadas de cementita y ferrita.
Originalmente, hay ciertos aceros al cromo-níquel designados austeníticos, cuya arreglo es austenítica a la temperatura ambiente. La austenita está creada por cristales cúbicos de hierro gamma con las partículas de carbono interpuestos en las aristas y en el centro. La austenita tiene una dureza de 305 Vickers, una resistencia de 100 Kg/mm2 y un alargamiento de un 30 %. No presenta propiedades magnéticas.
Este componente es más denso de los aceros, y está constituido por una solución sólida, por implantación, de carbono en hierro gamma. La simetría de C disperso modifica desde el 0 al 1.76%, perteneciendo este último porcentaje de máxima solubilidad a la temperatura de 1130 ºC
Aunque la ferrita es en realidad una solución sólida de carbono en hierro alfa, su solubilidad a la temperatura ambiente es tan pequeña que no llega a disolver ni un 0.008% de C. Es por esto que prácticamente se considera la ferrita como hierro alfa puro. La ferrita es el más blando y dúctil constituyente de los aceros. Cristaliza en una estructura BCC. Tiene una dureza de 95 Vickers, y una resistencia a la rotura de 28 Kg/mm2, llegando a un alargamiento del 35 al 40%. Además de todas estas características, presenta propiedades magnéticas. En los aceros aleados, la ferrita suele contener Ni, Mn, Cu, Si, Al en disolución sólida sustitucional. Al microscopio aparece como granos monofásicos, con límites de grano más irregulares que la austenita. El motivo de esto es que la ferrita se ha formado en una transformación en estado sólido, mientras que la austenita, procede de la solidificación.La ferrita en la naturaleza aparece como elemento proeutectoide que acompaña a la perlita en:
Ø - Cristales mezclados con los de perlita (0.55% C)
Ø - Formando una red o malla que limita los granos de perlita (0.55% a 0.85% de C)
Ø - Formando agujas en dirección de los planos cristalográficos de la austenita.
CEMENTITA
Es carburo de hierro y por tanto su composición es de 6.67% de C y 93.33% de Fe en peso. Es el componente más duro y frágil de los aceros, logrando una dureza de 960 Vickers. Precisa formando un paralelepípedo ortorrómbico de gran tamaño. Es magnética hasta los 210ºC, temperatura a partir de la cual disminuye sus propiedades magnéticas. Aparece como:
Ø - Componente de la perlita laminar.
Ø - Componente de los glóbulos en perlita laminar.
Ø - Cementita alargada (terciaria) en las uniones de los granos (0.25% de C)
Bajo velocidades de enfriamiento bajas o moderadas, los átomos de C pueden difundirse hacía afuera de la estructura austenítica. De este modo, los átomos de Fe se mueven ligeramente para convertir su estructura en una tipo BCC. Esta transformación gamma-alfa tiene lugar mediante un proceso de enucleación y crecimiento dependiente del tiempo (si aumentamos la velocidad de enfriamiento no habrá tiempo suficiente para que el carbono se difunda en la solución y, aunque tiene lugar algún movimiento local de los átomos de Fe, la estructura resultante no podrá llagar a ser BCC, ya que el carbono está “atrapado” en la solución). La estructura resultante denominada martensita, es una solución sólida sobresaturada de carbono atrapado en una estructura tetragonal centrada en el cuerpo. Esta estructura reticular altamente distorsionada es la principal razón para la alta dureza de la martensita, ya que como los átomos en la martensita están empaquetados con una densidad menor que en la austenita, entonces durante la transformación (que nos lleva a la martensita) ocurre una expansión que produce altos esfuerzos localizados que dan como resultado la deformación plástica de la matriz.
Después de la cementita es el constituyente más duro de los aceros. La martensita se presenta en forma de agujas y cristaliza en la red tetragonal. La proporción de carbono en la martensita no es constante, sino que varía hasta un máximo de 0.89% aumentando su dureza, resistencia mecánica y fragilidad con el contenido de carbono. Su dureza está en torno a 540 Vickers, y su resistencia mecánica varía de 175 a 250 Kg/mm2 y su alargamiento es del orden del 2.5 al 0.5%. Además es magnética.
Se forma la bainita en la transformación isoterma de la austenita, en un rango de temperaturas de 250 a 550ºC. El proceso consiste en enfriar rápidamente la austenita hasta una temperatura constante, manteniéndose dicha temperatura hasta la transformación total de la austenita en bainita.
La ledeburita no es un constituyente de los aceros, sino de las fundiciones. Se encuentra en las aleaciones Fe-C cuando el porcentaje de carbono en hierro aleado es superior al 25%, es decir, un contenido total de 1.76% de carbono.
La ledeburita se forma al enfriar una fundición líquida de carbono (de composición alrededor del 4.3% de C) desde 1130ºC, siendo estable hasta 723ºC, decomponiéndose a partir de esta temperatura en ferrita y cementita
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