Date post: | 01-Feb-2016 |
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN
ANTONIO ABAD DEL CUSCO
FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINAS Y METALURGICA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA METALURGICA
ÁREA: Tratamientos Térmicos
ALOTROPIA DEL HIERRO
ALUMNOS:
AQUIMA PPACCO WILBER 112195
CUSCO-PERU
ALOTROPIA DEL HIERRO
Objetivos:
Visualizar la influencia que tiene el hierro durante los tratamientos térmicos,
tomando los factores de volumen y conductividad térmica de las probetas de
acero.
Marco teórico
ANÁLISIS DE LA CURVA DE FORMAS ALOTRÓPICAS DEL HIERRO
PURO.
En el intervalo entre los 1535 °C y 1390 °C, el hierro tiene la red cristalina
"cúbica centrada en el cuerpo"(b.c.c por sus siglas en inglés), con sus
distancias interatómicas (parámetros) iguales a 2.93°A (Angstrom, 1 °A =
10-8 cm.), y se denomina hierro d(Fed). A los 1390°C, se realiza la
reestructuración de la red cúbica centrada en el cuerpo, en la red cúbica
centrada en las caras (cristalización secundaria), con sus parámetros más
grandes e iguales a 3.65 Ángstrom, llamado hierro g(Feg). En el intervalo
entre 1390 y 910 °C, el hierro se encuentra en la forma alotrópica (. A la
temperatura de 910 °C, la red cúbica centrada en las caras Fe(, se
transforma en la red cúbica centrada en el cuerpo Fe con el parámetro de la
red menor que las otras dos e igual a 2.90 °A; esto nos da a entender que el
hierro, al igual que todas las sustancias, al enfriarse se contrae.
A la temperatura de 768ºC, la red del hierro es cúbica centrada en el
cuerpo, pero con su parametro disminuyendo a 2.88ºA,denominado hierro
a(Fea)
El tramo horizontal en la curva de enfriamiento a 768°C (A2), no está ligada
con el cambio de estructura de la red (salvo que las distancias interatómicas
disminuyen de 2.90 a 2.88 angstroms), sino con el surgimiento de
propiedades magnéticas en el hierro a temperaturas menores. A
temperaturas superiores a 770°C, el Feβ es no magnético.
El cambio estructural de la red cristalina del hierro, trae consigo la
modificación de algunas otrtas de sus propiedades: por ejemplo el Fea casi
no disuelve el carbono; el Fea lo disuelve hasta en 2%, y el Fey lo disuelve
hasta en 0.1%.
Delta hierro
Como el hierro fundido se enfría, se cristaliza a 1538 C en su forma
alotrópica d, que tiene una estructura cristalina cúbica centrada en el
cuerpo.
Gamma hierro/austenita
Como el hierro se enfría más de 1394 C su estructura cristalina cambia a
una centrada en las caras Estructura cristalina cúbica. De esta forma se le
llama hierro gamma o austenita. ?-Hierro puede disolver considerablemente
más carbono. Este? forma de saturación de carbono se exhibe en acero
inoxidable.
Beta hierro
Beta ferrita y beta hierro son términos obsoletos de forma paramagnética de
ferrita. La fase primaria de baja emisión de carbono o de acero dulce y
hierros más fundidos a temperatura ambiente es ferromagnético ferrita.
Como el hierro o acero ferrítico se calienta por encima de la temperatura
crítica A2 o la temperatura de Curie de 771 C, la agitación térmica aleatoria
de los átomos excede el momento magnético orientado de los espines de
los electrones no apareados en la cáscara 3d. El A2 forma el límite de baja
temperatura del campo de hierro beta en el diagrama de fases ferrita es
cristalográficamente idéntica a la alfa ferrita, a excepción de dominios
magnéticos y el centrado en el cuerpo-parámetro de red cúbica expandido
como una función de la temperatura, y por lo tanto, es de importancia menor
en el tratamiento térmico de acero. Por esta razón, la "fase" beta no se
considera generalmente como una fase distinta, sino simplemente el
extremo de alta temperatura de la fase alfa campo.
Alfa hierro/Ferrita
A 912 C de la estructura cristalina se vuelve de nuevo BCC como se forma
una-hierro. La sustancia asume una propiedad paramagnética. un-hierro
puede disolver sólo una pequeña concentración de carbono.
a 770 C, el punto de Curie, el hierro es un metal bastante suave y se
convierte en ferromagnético. Como el hierro pasa a través de la temperatura
de Curie no hay ningún cambio en la estructura cristalina, pero no hay un
cambio en las propiedades magnéticas como los dominios magnéticos se
alinean. Esta es la forma estable de hierro a temperatura ambiente.
Materiales y equipos:
Carbón vegetal
Fragua
01 probetas de fierro lizo
01 probetas de fierro de construcción
01 muelle
Pinza
Procedimiento:
i. Calentar las 3 probetas a 1200 ºC y enfriarla bruscamente en
agua
ii. Repetir el mismo procedimiento hasta que aparezca fisuras en
algunas probetas
Análisis de datos.
Después de calentar las probetas 2 veces las fisuras fueron apareciendo
progresivamente produciéndose las fisuras en las probetas corrugadas y
luego en el muelle mientras que en las probetas lisas no hubo fisuras
visibles, por tanto podemos decir que a mayor porcentaje de carbono menor
es la conductividad térmica y por lo tanto tienen una mayor probabilidad de
fisurarse. Además por una comparación externa podremos decir que los
materiales más gruesos son más probables de fracturas.
1. CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS
A mayor porcentaje de carbono en el acero, se tiene una
conductividad térmica baja, por lo tanto son más propensos a sufrir
fracturas en comparación con los aceros de menor porcentaje de
carbono.
En la práctica la probeta de mayor porcentaje de carbono y por lo
tanto mayor gradiente térmico fue el muelle el cual se fracturo.
Si la temperatura es demasiado alta o el tiempo excesivo, se
producirá un sobrecalentamiento, es decir, se obtendrá un tamaño
de grano (muy grande) y las propiedades mecánicas del acero
empeorarán.