determinación de la influencia del contenido de carbono en las fases de los aceros

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PRACTICA DE LABORATORIO N° 3: DETERMINACIÓN DE LA INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE CARBONO EN LAS FASES DE LOS ACEROS DIEGO NICOLÁS ARÉVALO BUITRAGO KENNY ANDREA CALDERÓN OROZCO UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA LABORATORIO DE SOLIDIFICACIÓN Y TRANSFORMACIONES DE FASE TUNJA 2014

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Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

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Page 1: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

1

PRACTICA DE LABORATORIO N° 3: DETERMINACIÓN DE LA INFLUENCIA

DEL CONTENIDO DE CARBONO EN LAS FASES DE LOS ACEROS

DIEGO NICOLÁS ARÉVALO BUITRAGO

KENNY ANDREA CALDERÓN OROZCO

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA

LABORATORIO DE SOLIDIFICACIÓN Y TRANSFORMACIONES DE FASE

TUNJA

2014

Page 2: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

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PRACTICA DE LABORATORIO N° 3: DETERMINACIÓN DE LA INFLUENCIA

DEL CONTENIDO DE CARBONO EN LAS FASES DE LOS ACEROS

Presentado por:

DIEGO NICOLÁS ARÉVALO BUITRAGO

KENNY ANDREA CALDERÓN OROZCO

Presentado a:

Ing. Msc. MÓNICA ISABEL MELGAREJO RINCÓN

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA

LABORATORIO DE SOLIDIFICACIÓN Y TRANSFORMACIONES DE FASE

TUNJA

2014

Page 3: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

3

Tabla de contenido

1. PRELABORATORIO ............................................................................................................................4

2. INFORME ..........................................................................................................................................6

2.1. MICROGRAFÍAS TOMADAS .......................................................................................................6

2.2. TAMAÑO DE GRANO .............................................................................................................. 11

2.2.1. Acero 1010 ...................................................................................................................... 11

2.2.2. Acero 1045 ...................................................................................................................... 13

2.2.3. Acero O1 ......................................................................................................................... 14

2.3. FASES PRESENTES ................................................................................................................... 15

2.3.1. Acero 1010 ...................................................................................................................... 15

2.3.2. Acero 1045 ...................................................................................................................... 17

2.3.3. Acero O1 ......................................................................................................................... 19

2.4. PROMEDIO DE DUREZAS ........................................................................................................ 22

2.4.1. Acero 1010 ...................................................................................................................... 22

2.4.1. Acero 1045 ...................................................................................................................... 22

2.4.1. Acero O1 ......................................................................................................................... 23

2.5. ANÁLISIS DE RESULTADOS ..................................................................................................... 24

2.5.1. Acero 1010 ...................................................................................................................... 24

2.5.2. Acero 1045 ...................................................................................................................... 25

2.5.3. Acero O1 ......................................................................................................................... 26

2.6. CONCLUSIONES ...................................................................................................................... 27

2.7. BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................... 28

Page 4: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

4

1. PRELABORATORIO

1. Investigue las propiedades y características de los aceros de bajo,

medio y alto carbono.

Acero bajo carbono

Conocido también como acero dulce. Estos aceros contienen menos del

0.25% C, no adquieren dureza sensible con un temple. Tiene una resistencia

mecánica de 48-55 kg/mm2 y una dureza de 135-160 HB; debido a esto su

deformidad es mínima Se puede soldar con una técnica adecuada. Son los

aceros más ampliamente usados; ya que son relativamente fáciles de formar.

Acero medio carbono

El porcentaje de carbono se encuentra entre 0,25% y 0.5%. Tiene una

resistencia mecánica de 62-70 kg/mm2 y una dureza de 180 HB y una

densidad 7.87 g/cm3. Se templa bien, alcanzando una resistencia de 90

kg/mm2, aunque hay que tener en cuenta las deformaciones.

Es un acero utilizado cuando la resistencia y dureza son necesarias en

condición de suministro. Este acero medio carbono puede ser forjado con

martillo. Responde al tratamiento térmico y al endurecimiento por llama o

inducción, pero no es recomendado para cementación o cianurado. Cuando

se hacen prácticas de soldadura adecuadas, presenta soldabilidad

adecuada. Por su dureza y tenacidad es adecuado para la fabricación de

componentes de maquinaria.

Acero alto carbono

El porcentaje de carbono es de 0,55%. Tiene una resistencia mecánica de

70-75 kg/mm2, y una dureza de 200-220 HB. Templa bien en agua y en

aceite, alcanzando una resistencia de 100 kg/mm2 y una dureza de 275-300

HB. Se utiliza en donde se necesite rigidez y dureza.

Page 5: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

5

2. Consulte cuales son los reactivos utilizados para ataque químico

metalográfico de los aceros.

Solución de ataque Uso y tiempo de ataque

1-10ml HNO3 90-99ml de metanol o

Etanol.

Nital. Es muy común para hierro, hierro fundido y aceros al carbono, la

solución más común es al 2%. Sumergir por 60s

100ml de agua 0.5g de ácido pícrico

Produce un contraste entre la martensita y la ferrita y otros

productos de transformación. Usar entre 71 y 77°C entre 15 y 20s.

10g de ácido prícrico 100 ml de alcohol

Superpicral. Se necesita de la solución pícrica caliente. Sumergir la

muestra por 1 min o más. Se usa para herramientas de acero y aceros

inoxidables.

10g de persulfato de amonio 100ml de agua

Sumergir la muestra por 5 s. Revela el límite de grano de la ferrita, algunas

veces produce el contraste de granos.

20ml de HNO3 80ml de nitrato de sodio

En sln. acuosa 1-2 g de persulfato de potasio

Para hierros con alto contenido en Si. Sumergir la muestra a 82-93°C entre

10 y 30s.

75ml de glicerina 15ml de agua

5ml de HF 5ml de HNO3

Para aleaciones Fe-Al. Sumergir la muestra por 3 min. Si se tiñe puede removerse con un poco de solución

de pulido final.

Solución 1: 98 ml de etanol y 2 ml de HNO3

Solución 2: 20g de metabisulfato de sodio y 100 ml de agua

Para aceros austeníticos con Mn. Sumergir por 5 s y secar. Sumergir en la solución 2 hasta que se oscurezca.

Produce excelente contraste de grano. Revela la profundidad de la

superficie de decarburización.

2.5g FeCl3 5g de ácido pícrico

2ml de HCl 90 ml de etanol.

Para aceros fundidos con alto contenido de Cr. Sumergir la muestra

por 15 s.

Page 6: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

6

2. INFORME

2.1. MICROGRAFÍAS TOMADAS

Las micrografías muestran una matriz clara, que a juzgar superficialmente, puede

ser probablemente ferrita y las zonas oscuras son perlita, ya que el acero 1010, por

contener poco carbono, se sitúan en el diagrama hierro carbono dentro de la zona

en la cual empiezan a formarse los granos del eutectoide o perlita. La

microfotografía muestra también la aparición de granos equiaxiales bien formados.

Micrografía 1: Sección longitudinal de

acero 1010 a 100X.

Fuente: Autores.

Micrografía 2: Sección longitudinal de

acero 1010 a 500X.

Fuente: Autores.

Page 7: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

7

De igual manera que en las micrografías anteriores, se muestran zonas claras y

oscuras, es de observar que la zona que más predomina es la zona clara y sus

granos son bien formados equiaxialmente.

Micrografía 3: Sección transversal de

acero 1010 a 100X.

Fuente: Autores.

Micrografía 4: Sección transversal de

acero 1010 a 100X.

Fuente: Autores.

Page 8: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

8

Las micrografías muestran zonas muy oscuras delineadas suavemente por una

película de una fase clara, se observan granos redondos y bien formados.

Micrografía 5: Sección longitudinal de

acero 1045 a 100X.

Fuente: Autores.

Micrografía 6: Sección longitudinal de

acero 1045 a 500X.

Fuente: Autores.

Page 9: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

9

Las micrografías muestran de manera muy eficiente la formación de los granos, y

lo visto en las micrografías longitudinales. En especial, en la micrografía de 500X

se aprecia de manera muy clara y precisa el delineamiento de la zona oscura por

la película fina de la zona clara.

Micrografía 7: Sección transversal de

acero 1045 a 100X.

Fuente: Autores.

Micrografía 8: Sección transversal de

acero 1045 a 500X.

Fuente: Autores.

Page 10: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

10

Las micrografías muestran la formación de puntos muy pequeños y una leve

revelación de los granos, muestra también zonas redondas espesas y pequeñas

que posiblemente fueron generados por inclusiones de materiales externos al acero,

carburos, o simplemente porosidades de la red.

Micrografía 9: Sección longitudinal de

acero O1 a 100X.

Fuente: Autores.

Micrografía 10: Sección longitudinal de

acero O1 a 500X.

Fuente: Autores.

Page 11: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

11

2.2. TAMAÑO DE GRANO

2.2.1. Acero 1010

Figura N° 1: Tamaño de grano de acero 1010 por método de comparación a 100X.

Según el método de comparación, el tamaño del grano del acero recae en la zona

número 7, sin embargo, al no tener la certeza segura de este valor y por el tamaño

tan reducido de los granos, utilizaremos una de las micrografías de mayor

ampliación (500X) para tomar el tamaño de grano de allí aplicando su factor de

corrección respectivo, determinado como:

𝑄 = 6.64log (𝑀

𝑀𝑏)

Donde M es la ampliación de la micrografía y Mb es 100 que corresponde a la

ampliación estándar, por consiguiente:

Page 12: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

12

𝑄 = 6.64log (500

100) = 4.64

Figura N° 2: Tamaño de grano de acero 1010 por método de comparación a 500X

El tamaño de grano que más se ajusta es el número 3.

El número de grano será el tamaño de la plantilla más es factor de corrección:

𝐺 = 3 + 4.64

𝑮 = 𝟕. 𝟔𝟒

Es decir, de acuerdo con la tabla 4 de la norma ASTM E112, referente a la

determinación tamaño de grano, y haciendo énfasis en un número de grano de 7, el

diámetro promedio del grano es de 0.03mm, característico de un material duro.

Page 13: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

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2.2.2. Acero 1045

Figura N° 3: Tamaño de grano en acero 1045 por método de comparación.

Gracias a la delineación clara que se genera alrededor de la zona oscura, es sencillo

determinar el número de grano al cual pertenece el material de estudio. El acero

1045, por método de comparación, tiene un número de grano 6.

Es decir, de acuerdo con la tabla 4 de la norma ASTM E112, el diámetro de grano

promedio es de 0.0449mm, característico de un material duro.

Page 14: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

14

2.2.3. Acero O1

Figura N° 4: Tamaño de grano de un acero O1 por método de comparación.

Los finos granos que presenta la microestructura del acero, conlleva a concluir por

comparación su tamaño de grano de 8. Por comodidad, se ha escogido este

método, ya que el método planimétrico, que aunque más exacto, requiere de mucho

más tiempo y trabajo para hacer el conteo de los granos interfaciales e

intracirculares de la plantilla y es mucho más eficiente un software para

metalografía en caso de tener granos tan pequeños.

Aun así, tomando su valor como un número de grano N° 8, según la tabla 4 de la

norma ASTM E112, su diámetro de grano promedio es 0.0225mm, y es

característico de un material muy duro.

Page 15: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

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2.3. FASES PRESENTES

2.3.1. Acero 1010

1

1 ASM Metals Handbook Volume 09. Metallography And Microstruct. Carbon and Alloy Steels. Figura 7. Pág. 285.

Micrografía 2: Sección longitudinal

de acero 1010 a 500X.

Fuente: Autores.

Acero 1010. Al 0.1% de C de tubo de

caldera a 400X.1

Page 16: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

16

El acero 1010 contiene dentro de su microestructura ferrita y perlita, las cuales, son

descritas por ASM Handbook como zonas claras o zonas luz poligonales a la ferrita

y zonas oscuras a la perrita. En el diagrama hierro carbono, la linea vertical del

acero al 0.1% de C está más cerca a la franja de la ferrita que de la perlita, así que

es lógico, que a temperatura ambiente, se presente más ferrita que perlita.

Ferrita

Perlita

Page 17: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

17

2.3.2. Acero 1045

2

3

2 ASM Metals Handbook Volume 09. Metallography And Microstruct. Carbon and Alloy Steels. Figura 130. Pág. 327. 3 ASM Metals Handbook Volume 09. Metallography And Microstruct. Carbon and Alloy Steels. Figura 131. Pág. 327.

Micrografía 5: Sección

longitudinal de acero 1045 a 100X.

Fuente: Autores.

Chapa de acero 1045 de 3mm de

espesor. Enfriado en aire. La

estructura consta de perlita (gris

oscuro) y ferrita (luz).2

Micrografía 8: Sección transversal

de acero 1045 a 500X.

Fuente: Autores.

Mismo acero de la figura 130 a 500X

atacado con picral. La estructura es

perlita (gris) con una red o límite de

grano de ferrita (blanco) y un par de

placas de ferrita.3

Page 18: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

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El acero 1045 cuenta dentro de su microestructura con ferrita y perlita; tal como lo

vimos con el acero 1010, la ferrita es la zona luz o zona clara y la perlita la zona

oscura. En esta microestructura contamos con una fase nueva, la ferrita perlítica,

que es la presencia de ferrita dentro de la perlita, ya que durante el enfriamiento,

algunas familias atómicas se apilan desordenadamente sobre la franja perlítica,

incrustándose la nueva fase en la zona oscura. La ferrita perlítica es difícil de

visualizar porque se presenta como agujas finas y delgadas dentro de la perlita,

formando una estructura parecida a una huella digital, y es posible presenciarla sólo

a aumentos grandes. Tal como veremos a continuación en una microfotografía

tomada a 1000X.

Perlita

Ferrita

perlítica

Ferrita

Page 19: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

19

2.3.3. Acero O1

Micrografía 10: Sección

longitudinal de acero O1 a 500X.

Fuente: Autores.

AISI O1 a 500X,

atacado con picral

a 4%.

Page 20: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

20

El acero O1, acero con 1% de carbono, contiene dentro de su microestructura ferrita,

perlita y cementita. La ferrita y la perlita son fácilmente reconocibles, ya que la ferrita

es clara y la perlita oscura, pero dentro de esta microestructura es importante

reconocer la cementita y saber diferenciarla de las dos fases restantes. En aceros

con más de 0.9% de carbono la cementita aparece como cementita primaria o

proeutéctica formando parte de la perlita como láminas paralelas separadas por

otras láminas de ferrita, se presentan en forma de glóbulos o granos dispersos en

una matriz de ferrita.

Al igual que en el acero 1045, existe la fase ferrita perlítica, pero es difícil visualizar

por el reducido tamaño que presentan los globulos; de igual manera existe la fase

cementita perlítica, que es la presencia de finas películas de cementita embebida

dentro de la perlita.

La micrografía presenta también porosidades en la microestructura, posiblemente

sean intragranulares, que son espacios entre las partículas que componen los

Matriz de

ferrita

Cementita

Perlita

Porosidad

Page 21: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

21

granos, pero es más eficiente ver esta clase de defectos en un microscopio

electrónico de barrido, que genera vistas topográficas que definen la profundidad

del poro.

Page 22: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

22

2.4. PROMEDIO DE DUREZAS

Para este ensayo se requiere de un indentador cónico de punta de diamante, tal

como lo rige la norma ASTM E18 para materiales duros en la escala HRC, se aplica

también una carga de 1471 N que equivale a 150 kpounds de fuerza, obteniendo

los siguientes resultados:

2.4.1. Acero 1010

Dureza 1: 11 HRC.

Dureza 2: 10.5 HRC.

Dureza 3: 10 HRC.

Promedio: 10.5 HRC.

2.4.1. Acero 1045

Dureza 1: 20 HRC.

Dureza 2: 20.5 HRC.

Dureza 3: 22.5 HRC.

Promedio: 21 HRC.

Figura N° 5: Dureza de acero

1010.

Figura N° 6: Dureza de acero

1045.

Page 23: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

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2.4.1. Acero O1

Dureza 1: 11 HRC.

Dureza 2: 10.5 HRC.

Dureza 3: 11.5 HRC.

Promedio: 11 HRC.

El material más duro de los tres es el acero 1045, le sigue el acero O1 y finalmente

el acero más blando es el acero 1010. Las posibles discrepancias generadas en la

toma de las durezas se pueden referir al paralelismo de las caras de la probeta, ya

que una pequeña desviación en el paralelismo de las caras puede generar una

desviación en los valores entre una zona y otra.

Figura N° 7: Dureza de acero

1045.

Page 24: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

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2.5. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Para cada uno de los análisis que a continuación se exponen, se tendrá como patrón

el siguiente diagrama hierro-carbono, con el cual se calculará el porcentaje de fases

y su relación con las propiedades externas como la dureza.

Figura N° 8: Diagrama Hierro-Carbono.

2.5.1. Acero 1010

El acero 1010 es un acero con 0.1% de C. Ubicando una línea vertical sobre el 0.1%

de C en el diagrama de la Figura N° 8 y teniendo en cuenta que el acero se solidificó

bajo el equilibrio, trazamos una línea horizontal sobre 12°C que es

aproximadamente la temperatura ambiente de Tunja. Encontramos que la línea

horizontal, denominada línea de coexistencia, corta en su extremo derecho a la

franja de la perlita y en su extremo izquierdo a la franja de la ferrita; la perlita o

eutectoide, se encuentra ubicado al 0.8% de C y la línea de coexistencia corta a la

franja ferrítica en el 0.0025% de C, luego haciendo un cálculo de porcentaje de fases

encontramos que:

Page 25: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

25

%𝑭𝒆𝒓𝒓𝒊𝒕𝒂 = (0.8 − 0.1

0.8 − 0.0025) 𝑥100% = 𝟖𝟕. 𝟕𝟕%𝒅𝒆𝑭𝒆𝒓𝒓𝒊𝒕𝒂

Como el acero sólo presenta la fase ferrítica y perlítica, el porcentaje de perlita será:

%𝑷𝒆𝒓𝒍𝒊𝒕𝒂 = 100 − 87.77 = 𝟏𝟐. 𝟐𝟑%𝒅𝒆𝑷𝒆𝒓𝒍𝒊𝒕𝒂

Al revisar la micrografía efectivamente encontramos que la fase que más predomina

es la ferrita y en una proporción mínima aparece la perlita.

Encontramos también que el acero 1010 es el acero más blando de los tres en

estudio. Ya determinamos el contenido de ferrita dentro del acero 1010 y sabemos

que la fase predomina en más de ¾ de la estructura; la ferrita es la fase más blanda

y dúctil de los aceros y cristaliza en red cúbica centrada en el cuerpo, razón por la

cual es el acero más blando, aunque aun así es un material duro, demostrado a

través de su tamaño de grano, ya que al tener un tamaño de grano de 7, evidencia

su alta dureza de acuerdo a la ley de Hall Peach. Podemos destacar además que

tiene una resistencia a la tracción de 28kg/mm2, llegando hasta un alargamiento del

40%.

2.5.2. Acero 1045

De igual forma que en el caso anterior, se determina el contenido de fases por medio

de su línea de coexistencia. Como el acero 1045, contiene 0.45% de C, se

encuentra dentro de la ferrita y la perlita nuevamente, ya que la perlita se encuentra

justo es un porcentaje de 0.8% de carbono. Teniendo en cuenta las mismas

consideraciones del acero 1010 se procede a hallar el porcentaje de fases como:

%𝑭𝒆𝒓𝒓𝒊𝒕𝒂 = (0.8 − 0.45

0.8 − 0.0025) 𝑥100% = 𝟒𝟑. 𝟖𝟖%𝒅𝒆𝑭𝒆𝒓𝒓𝒊𝒕𝒂

%𝑷𝒆𝒓𝒍𝒊𝒕𝒂 = 100 − 43.88 = 𝟓𝟔. 𝟏𝟐%𝒅𝒆𝑷𝒆𝒓𝒍𝒊𝒕𝒂

Al revisar la micrografía 5 y la micrografía 7, que corresponden a las micrografías

de acero 1045 a 100X longitudinal y transversal respectivamente, encontramos que

efectivamente la fase que más predomina es la perlita pero en una proporción

mínima, se puede considerar que están por partes iguales. Es decir, que si

tuviéramos las micrografías y cortáramos separando las zonas oscuras de las zonas

claras y luego pesamos en una balanza analítica la masa de los zonas oscuras y

Page 26: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

26

las zonas claras, deben estar en un porcentaje muy cercano a 43.88% de zonas

claras y un 56.12% de zonas oscuras.

Encontramos que el acero 1045 es el acero más duro de los tres en estudio. El

acero 1045, como vimos, está formado principalmente por perlita, pero según la

reacción eutectoide, la perlita está formada por ferrita y cementita (Fe3C); la

cementita es el microconstituyente más duro de los aceros y le brinda una dureza

óptima a la perlita, generándole así una dureza promedio de 24HRC.

Experimentalmente el acero arrojó un valor de 21 HRC, pero debemos tener en

cuenta que el acero también posee ferrita, que es un microconstituyente blando y le

baja dureza al acero. Es importante destacar que los aceros con alto contenido de

perlita tienen una resistencia última a la tracción de aproximadamente 80kg/mm2 y

un 15% de elongación antes de llegar a la fractura.

2.5.3. Acero O1

El acero es un acero con un contenido de carbono del 1%. Ubicar las fases de acero

es más complejo por contener perlita y cementita sobre una matriz ferrítica, sin

embargo hallaremos el % de cementita para relacionar esta propiedad física con el

comportamiento microestructural de la muestra. Sabiendo que la cementita pura se

encuentra a 6.67% de C y el eutectoide o perlita se ubica en 0.8% de C, el porcentaje

de cementita será:

%𝒅𝒆𝑪𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕𝒊𝒕𝒂 = (1 − 0.8

6.67 − 0.8) 𝑥100% = 𝟑. 𝟒%𝒅𝒆𝒄𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕𝒊𝒕𝒂

La cementita sólo abarca el 3.4% de acero, el 96.6% restante lo ocupan la ferrita y

la perlita, especialmente la perlita, ya que la línea de coexistencia del acero arroja

la información de contener una gran cantidad de perlita. La cementita cristaliza en

una red ortorrómbica y tiende a ser cubierta por una fina capa de perlita para aceros

con una cantidad ligeramente mayor al 0.9%.

El acero O1 tiene una dureza intermedia entre el acero 1010 y el acero 1045. La

cementita es la que generalmente le brinda la dureza al acero, sin embargo, vemos

que el acero contiene cementita pura tan sólo en un 3.4% y el resto de cementita se

lo brinda la perlita, pero el 96.6% de matriz libre es ocupado por la perlita y la ferrita,

esta última rebajando la dureza del acero por ser un microconstituyente muy blando.

Sin embargo, por medio de su tamaño de grano, podemos evidenciar que el acero

es bastante duro, siendo los aceros con alto contenido de cementita, los aceros más

duros pero más frágiles que se trabajan.

Page 27: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

27

2.6. CONCLUSIONES

Los aceros, dependiendo de su contenido de carbono, van formando fases

diferentes y en distintas proporciones que modifican su microestructura afectando

de esta manera sus propiedades físicas externas como su dureza.

Los aceros son materiales duros por contener un diámetro de grano promedio

pequeño evidenciado en el cálculo del tamaño de grano.

Los aceros que se enfrían bajo el equilibrio con un porcentaje menor al 0.8%

contienen, a temperatura ambiente, ferrita y perlita, la primera es una fase luz o

zona clara que se revela en la microestructura y la perlita es una fase de absorción

de luz o zona oscura de la microfotografía.

A medida que aumenta el contenido de carbono, va aumentando el contenido de

perlita y disminuyendo el contenido de ferrita para aceros menores al 0.8% de

carbono.

Para aceros mayores al 0.8% de carbono se presenta una nueva fase llamada

cementita y caracterizada por ser el microconstituyente más duro de los aceros,

siguiéndole la perlita, la cual, es el eutectoide compuesto de ferrita y cementita, y

por último el microconstituyente más blando es la ferrita.

La dureza de los aceros depende intrínsecamente de los microconstituyentes que

los conforman, puesto que si tienen mucha cementita, el acero tiende a ser más

duro pero más frágil y si tiene mucha ferrita tiende ser muy blando.

El contenido y porcentaje de fases se calcula tomando como patrón en diagrama

hierro carbono que nos brinda un esbozo de la microestructura que se debe formar

bajo el equilibrio.

Page 28: Determinación de La Influencia Del Contenido de Carbono en Las Fases de Los Aceros

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2.7. BIBLIOGRAFÍA

GROVER, Mikell P. Fundamento de manufactura moderna: Materiales, Procesos y

Sistemas. Ed. Pearson Education. 1997. Pág. 124.

DUBOX, Eduardo J. Prácticas de metalografía.

ASM Handbook. Metallography and Microstructures. Vol 9. Ed. 9. 1985. AVNER, Sydney. Introducción a la metalurgia física. Ed. 2. 1988. SMITH, William F. & HASHMEI, Javad. Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales. 4. Ed. ASKELAND, Donald. Ciencia e ingeniería de los materiales. Ed. 3.