DIAGRAMA HIERRO - CARBONO

Universidad
Continental
Práctica de Ingeniería de Materiales Avanzada
TEMA N° 1: Diagrama Hierro - Carbono
Integrantes:
Sección
:
Docente
: DANIEL MAYORGA PEREZ
Instrucciones: Resuelva las siguientes preguntas.
Graficar
1. Dibuje el diagrama Fe-C simplificado, de acuerdo con los datos siguientes:
- Temperatura eutéctica: 1143 ºC. Composición del eutéctico: 4,3 % C.
- Temperatura eutectoide: 723 ºC. Composición del eutectoide: 0,8 % C.
- Composición de la cementita: 6,67 % C
- Máxima solubilidad del C en la austenita: 2 % a 1143 ºC.
- Temperatura de transformación del Fe γ en Fe α: 910 ºC.
- Solubilidad del C en el Fe α a 723 ºC: 0,02 %.
- Suponga despreciable el % de carbono disuelto en la ferrita a temperatura ambiente
T (ºC)
LIQUIDO
1143 ºC
Eutectico
AUSTENITA
γ
Eutectoide
910 ºC
FERRITA
α
723 ºC
1143 ºC
AUSTENITA+
LEDEBURITA I +
CEMENTITA
LEDEBURITA I+
CEMENTITA
AUSTENITA+
CEMENTITA
723 ºC
25 ºC
0.02 %
0.8 %
2%
LEDEBURITA II
+ CEMENTITA
4.3 %
Cementita
PERLITA +
LEDEBURITA II
+ CEMENTITA
PERLITA + PERLITA +
FERRITA CEMENTITA
6.67 %
%C
2. Un acero hipoeutectoide con 0,5 % de C se enfría muy lentamente desde 950 ºC hasta
temperatura ambiente. Determinar:
a) Las estructuras de dicho acero, describiendo sus componentes a 800 ºC.
0.02% 0.5%
0.8%
RESPUESTA a)
Estructura del acero
Estructura cristalina cubica centrada en las caras FCC
Componentes a 800ºC
% Austenita = (0.5-0.02) / (0.8-0.02) x 100% = 61.53%
% Ferrita = (0.8-0.5) / (0.8-0.02) x 100% = 38.46%
b) Las cantidades relativas de ferrita eutectoide y ferrita proeutectoide que tendrá ese
acero justo debajo de 723 ºC.
25 -
0.02% 0.5%
0.8%
0.016 %
0.5%
RESPUESTA B)
% Ferrita Pro Eutectoide = (0.8-0.5) / (0.8-0.02) x 100% = 38.46%
% Ferrita total = (6.67-0.5) / (6.67-0.02) x 100% = 92.78%
% Ferrita Eutectoide = % Ferrita total - % Ferrita Pro Eutectoide = 92.78 – 38.46 = 54.32%
RESPUESTA C)
Al bajar a temperatura ambiente se tiene como constituyentes a Ferrita Hipoeutectoide que fue
formada antes de disminuir la temperatura eutectoide y la perlita.
3. Un acero hipereutectoide con un 1,2 % de C, se enfría lentamente desde 950º C hasta
temperatura ambiental.
a) Describe las transformaciones que sufrirá su estructura hasta 723ºC y el nombre que recibe
cada uno de los constituyentes que se van formando.
b) La fracción de ferrita y cementita que tendrá justo por debajo de 723ºC.
950ºC
0.02%
1.2%
6.67%
a) Describe las transformaciones que sufrirá su estructura hasta 723ºC y el nombre que
recibe cada uno de los constituyentes que se van formando.
Respuesta a) El acero de 1.2% de carbono a 950ºC es austenita con una estructura cristalina cubica centrada en las caras FCC ,
mientras va bajando hasta la temperatura de temperatura a 738ºC se tiene la estructura cristalina Cubica centrada en el cuerpo
BCC sin embargo ya van apareciendo la cementita en los límites de grano de la austenita , mientras más baje la temperatura
mas cementita va apareciendo en los límites de grano de la austenita , hasta llegar a la temperatura eutectoide donde se
transformara en perlita.
b) La fracción de ferrita y cementita que tendrá justo por debajo de 723ºC.
Respuesta b)
% FERRITA = (6.67 – 1.2) / (6.67-0.02) x 100% = 82.25%
% CEMENTITA = (1.2-0.02) / (6.67-0.02) x100% = 17.75%
4. Determine el porcentaje de carbono de las dos aleaciones que observadas al microscopio
presentan el aspecto siguiente:
ferrita
peri ita
75 % ferrita y 25 % perlita
PRIMERA ALEACION: FERRITA + PERLITA
0.75= (0.8- %C) / (0.8-0.02)  %C=21.5%
0.25= (%C-0.02) / (0.8-0.02)  %C=21.5%
90% perlita y 10% cementita
SEGUNDA ALEACION: PERLITA + CEMENTITA
0.9=(6.67-%C) / (6.67-0.02)  %C=68.5%
0.1=(%C-0.02) / (6.67-0.02)  %C=68.5%