Descripción de laboratorio de Metalografía.

Hierro Puro (Fe)

El hierro químicamente puro (Fe) es un elemento de color gris azulado, que funde a 1,259 C. No tiene aplicación en la construcción, por lo que relegamos su estudio a la química. El hierro que se encuentra en el mercado y se utiliza en la industria no es puro, sino una aleación de hierro y carbono.

Imagen obtenida en laboratorio

Acero con bajo porcentaje de carbono SAE 1010 – 1020.

Constituye la gran parte de acero fabricado a nivel mundial, contienen menos del 0,25% de su peso en carbono, por lo tanto no responden a los tratamientos térmicos, pues no generan martencita. Son relativamente blandos y poco resistentes pero extremadamente dúctiles y tenaces. Son de fácil mecanizado, soldables y baratos. Se utilizan para fabricar vigas, carrocerías de automóviles, y láminas para tuberías edificios y puentes. Las zonas blancas corresponden a la Ferrita y las zonas obscuras corresponden a la Perlita.

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Acero con medio porcentaje de carbono SAE 1045.

Contienen entre el 0.25 y 0.60 % de su peso en Carbono. Estos aceros pueden ser tratados térmicamente mediante austenización, temple y revenido para mejorar las propiedades mecánicas. La microestructura generalmente es martensita revenida. Las adiciones de Cromo, Níquel y Molibdeno facilitan el tratamiento térmico que en su ausencia es difícil y útil solo para secciones de pieza relativamente delgadas. Son más resistentes que los aceros bajos en carbono pero menos dúctiles y maleables. Se suelen utilizar para fabricar cinceles, martillos, cigüeñales, pernos, etc.

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Acero con alto porcentaje de carbono SAE 1090.

Generalmente contienen entre el 0.60 y 1.4 % en peso de C. Son más duros y resistentes (y menos dúctiles) que los otros aceros al carbono. Casi siempre se utilizan con tratamientos de templado y revenido que lo hacen muy resistentes al desgaste y capaces de adquirir la forma de herramienta de corte. Generalmente contienen Cr, V, W y Mo. Se utilizan como herramientas de corte, matrices para fabricar herramientas de herrería y carpintería. Por ejemplo, cuchillos, navajas, hojas de sierra, brocas para cemento, corta tubos, troqueles, herramientas de torno, muelles e hilos e alta resistencia.

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Martensita (Templado).

Es el constituyente de los aceros templados, está conformado por una solución sólida sobresaturada de carbono o carburo de hierro en ferrita y se obtiene por enfriamiento rápido de los aceros desde su estado auténtico a altas temperaturas. El contenido de carbono suele variar desde muy poco carbono hasta el 1% de carbono, sus propiedades físicas varían con su contenido en carbono hasta un máximo de 0.7%C. La martensita tiene una dureza de 50 a 68 Rc, resistencia a la tracción de 170 a 250 kg/mm2 y un alargamiento del 0.5 al 2.5 %, muy frágil y presenta un aspecto acicular formando grupos en zigzag con ángulos de 60 grados. Agujas de martencita, estructura fuera de equilibrio.

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Temple Revenido.

Los aceros, después del proceso de temple, suelen quedar frágiles para la mayoría de los usos al que van a ser destinados. Además, la formación de martensita da lugar a considerables tensiones en el acero. Por lo cual, las piezas, después del temple son sometidas casi siempre a un revenido, que es un proceso que consiste en calentar el acero a una temperatura inferior a la temperatura crítica inferior. el objetivo del revenido es, eliminar las tensiones internas del material y aumentar la tenacidad y ductilidad del acero, aún cuando este aumento de ductilidad se logre normalmente a costa de una disminución de la dureza y de la resistencia. Martencita fina, Homogénea.

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Temple Superficial (Cementación)

Consiste en someter la pieza a un ambiente rico en carbono a altas temperaturas (900-950 oC), para que se produzca su difusión dentro del material. Gracias a la cementación la pieza tendrá dos capas: superficie cementada y núcleo sin cementar. Después de la cementación la pieza se somete a temple y revenido a bajas temperaturas. El núcleo, debido al bajo contenido de carbono, no admite temple, queda tenaz y puede trabajar bajo cargas dinámicas, y la zona periférica adquiere temple a una profundidad de cerca de 1 mm haciéndose resistente al desgaste por rozamiento. En la imagen la zona mas obscura (izquierda) corresponde al material templado, la zona mas clara (derecha) corresponde al material sin temple o núcleo de la muestra.

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Fundición Laminar.

Presentan el carbono en forma de grafito laminar. Suelen estar aleados con silicio (elemento muy grafitizante).una lenta velocidad de enfriamiento favorece la formación de una fundición gris ya que la lentitud en las reacciones favorece que se formen los constituyentes más estables: la cementita se transforma en ferrita y grafito (grafitización). Son fácilmente mecanizables ya que el grafito favorece la salida de la viruta.

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Laminado en Frío. Imagen obtenida en laboratorio

Este es un proceso en el cual se reduce el espesor del material pasándolo entre un par de rodillos rotatorios. Los rodillos son generalmente cilíndricos y producen productos planos tales como láminas o cintas. También pueden estar ranurados o grabados sobre una superficie a fin de cambiar el perfil, así como estampar patrones en relieve. Mediante este proceso se mejoran las propiedades mecánicas del material producto de la deformación plástica, se incrementa su resistencia pero se disminuye la ductilidad, es decir, el material se torna frágil. En la imagen, se observa una estructura compacta ordenada de manera horizontal producto de la compresión a la que ha sido sometido el material.