1. Mencione los cambios alotrpicos que experimenta el hierro puro. Explica las caractersticas y propiedades de cada una de las redes cristalinas que aparecen

Algunos metales tienen la caracterstica de que cambian de red de cristalizacin dependiendo de la temperatura a que se encuentren, entonces se dice que el metal espolitrpico,y a cada uno de los sistemas en que cristaliza el metal se le llamanestadosalotrpicos.En el hierro puro se distinguen cuatro estados alotrpicos:Hierro Alfa: El hierro cristaliza en la variedadalfahasta la temperatura de 768C. La red espacial a la que pertenece es la red cbica centrada en el cuerpo (BCC). Al ser BCC son muy resistentes a la deformacin. La distancia entre tomos es de 2.86. El hierro alfa no disuelve prcticamente en carbono, no llegando al 0.008% a temperatura ambiente, teniendo como punto de mxima solubilidad a T=723C (0,02%)Hierro Beta: La variedadbetaexiste de 768C a 910C. Cristalogrficamente es igual a la alfa, y nicamente la distancia entre tomos es algo mayor: 2.9a 800C y 2905C a 900C.Hierro Gamma: La variedadgammase presenta de 910C a 1400C. Cristaliza en la estructura FCC. Al ser FCC son fcilmente deformables. El cubo de hierro gamma tiene ms volumen que el de hierro alfa. El hierro gamma disuelve fcilmente en carbono, creciendo la solubilidad desde 0.85% a 723C hasta 1.76% a 1130C para decrecer hasta el 0.12% a 1487C. Esta variedad de Fe es amagntico.Hierro Delta: La variedaddeltase inicia a los 1400C, observndose, entonces una reduccin en el parmetro hasta 2.93, y un retorno a la estructura BCC. Su mxima solubilidad de carbono es 0.007% a 1487C. Esta variedad es poco interesante desde el punto de vista industrial. A partir de 1537C se inicia la fusin del Fe puro.

2. A qu se llama velocidad crtica de temple?Es la mnima velocidad de enfriamiento que permite obtener una estructura 100% martenstica y depende de varios factores como: la severidad de temple, el espesor de la pieza y los elementos de aleacin que en este caso aumentan la templabilidad y bajan la velocidad crtica.

3. Cul es la temperatura mnima de inicio de solidificacin de una aleacin Fe-Fe3C?, Y la final de solidificacin?La temperatura mnima de inicio de solidificacin de una aleacin Fe-Fe3C es la de 1148C (Punto eutctico), esta temperatura es tambin la de final de solidificacin.4. Qu informacin se puede suministrar acerca de una aleacin Fe-Fe3C cuya temperatura final de solidificacin es 1148C?Esa aleacin ha de poseer un contenido en carbono superior al 2,11%5. En el diagrama adjunto de equilibrio hierro-carbono:

a) Las 3 fases indicadas son las siguientes:A: LquidoB: Lquido + Hierro gammaC: AustenitaEntendiendo fase como toda porcin fsicamente homognea de un sistema (estado y estructura). Para cualquier aleacin: En estado lquido habr una nica fase y en el estado slido habr tantas fases como redes cristalinas se formen.Fase Austentica: La austenita es el constituyente ms denso de los aceros y est formado por una solucin slida por insercin de carbono en hierro gamma. La cantidad de carbono disuelto, vara de 0 a 2.1 % C que es la mxima solubilidad a la temperatura de 1130 C.La austenita presenta las siguientes caractersticas: Baja temperatura de fusin. Baja tenacidad. Excelente soldabilidad. No es magntica.La austenita est formada por cristales cbicos centrados en las caras estructura (FCC).b) Punto eutctico: A 1130C el lquido de 4,3% de contenido de carbono se transforma en austenita (con un contenido en carbono del 2,11%) y cementita (6,67% en carbono).Punto eutectoide: a 725C la austenita solida de 0,07% en carbono, se convierte en ferrita con un contenido en carbono de 0,0218% y cementita con un 6,67% en carbono. Esta transformacin eutectoide es muy importante en algunos tratamientos trmicos de los aceros.

c) Ferrita: Es la solucin solida intersticial de Fe con carbono, presenta una baja solubilidad en carbono de 0,0218% a 725C. Es ms dura que la austenita pero aun as es la fase/micro constituyente ms blando a temperatura ambiente. Cementita: Compuesto intermetlico cuya composicin estequiomtrica corresponde a la frmula Fe3C (6,67% en carbono). Es un compuesto con una elevada dureza y fragilidad y tiene tendencia a descomponerse en Fe y C.d) Estn mostradas en la grfica.

HIERROACEROFUNDICION

0% 0,03% 2% 4% carbonoe) La martensita es el constituyente de los aceros templados, est formado por una solucin slida sobresaturada de carbono o carburo de hierro en ferrita y se obtiene por enfriamiento rpido de los aceros desde su estado autntico a altas temperaturas.6. Cul es la temperatura final de fusin de un acero de 1% de contenido (peso) de carbono?, Y la de inicio de fusin?Considerando la porcin del diagrama Fe-C de la figura A, se puede calcular la temperatura final de la siguiente forma:

Procediendo de la misma manera, se puede calcular la temperatura inicial considerando la porcin del diagrama Fe-C de la figura B de la siguiente forma:

7. Cul ser la temperatura final de fusin de un acero con un 2% de contenido (en peso) de carbono?, Y la de inicio de fusin?Utilizando las porciones de los diagramas del punto 6, se pueden establecer las temperaturas finales e iniciales de fusin

8. Cul ser el contenido en carbono de un acero cuya temperatura A3 es de 800C?En la porcin de diagrama de Fe-C de la figura se puede calcular el contenido de carbono de la siguiente manera:

9. Cul ser el contenido en carbono de un acero cuya temperatura Acm es de 800C?De la misma forma que el punto anterior, segn la figura se tiene que:

10. Cules sern, a temperatura ambiente, los porcentajes de ferrita y de cementita existentes en una aleacin hierro-carbono con un 1% de contenido en carbono?, Cul ser su estructura?Aplicando la regla de la palanca, se obtiene que:

11. En un acero con un 0,5% de contenido de carbono, Cul ser su estructura y sus porcentajes de ferrita, austenita y cementita a una temperatura ligeramente superior a 727C?, Cules sern los contenidos en carbono de sus componentes?Aplicando la regla de la palanca, se obtiene que:

En el diagrama Fe-C se observa que los contenidos en carbono de ferrita y austenita son respectivamente: 0,0218% C y 0,77% C

12. Qu relacin existe entre templabilidad y dureza de un acero?A mayor templabilidad, mayor dureza se obtiene en los aceros. Un acero aleado de alta templabilidad es aquel que endurece, o forma martensita, no slo en la superficie sino tambin en su interior. Por tanto, la templabilidad es una medida de la profundidad a la cual una aleacin especfica puede endurecerse.13. Qu es la acritud? Seala el tratamiento trmico a realizar cuando se desea eliminar la acritud de un acero.La acritud es el endurecimiento o fragilidad que experimentan algunos metales al ser trabajados en fro. Para eliminar la acritud de un acero hay que hacerle un tratamiento trmico de recocido de recristalizacin que se lleva a cabo en piezas deformadas plsticamente en fro, con objeto de restituir sus propiedades mecnicas iniciales.14. Menciona y explica las principales diferencias existentes entre la nitruracin y la cementacin.El tratamiento de nitruracin se diferencia del de cementacin dos aspectos fundamentales:1. La temperatura a la que se realiza es muy inferior (490C-570C), lo que evita que se produzca distorsiones en las estructuras del ncleo de la pieza, haciendo innecesario cualquier tratamiento trmico posterior. Antes de la nitruracin, las piezas se someten a temple y a revenido, cuidando siempre que la temperatura de este ltimo proceso sea superior a la de nitruracin, con el fin de evitar un posible ablandamiento posterior del ncleo en el transcurso de la nitruracin subsiguiente.

2. El nitrgeno no se introduce en el acero en forma de solucin solida, como ocurra en el caso de la cementacin, sino que debido a su afinidad por elementos qumicos (como aluminio, cromo, vanadio, wolframio o molibdeno) en el acero aleado se forman nitruros submicroscpicos insolubles 15. Qu es la cianuracin?Es un tratamiento termoqumico de los aceros que se puede considerar como una carbonitruracin que se realiza por medio de baos. La cianuracin se emplea no solo en aceros con bajo contenido en carbono, como sucede en el caso de la cementacin, sino que tambin en aceros de contenido medio y alto, que se pretende que adquieran una buena resistencia y dureza superficial.

16. Cmo se forma la perlita sorbtica?La perlita es una estructura resultante de la solidificacin de un acero eutectoide. Si el enfriamiento se produce de forma lenta, cada grano de perlita est formado por lminas alternadas de cementita y ferrita. Pero si el enfriamiento tiene lugar de forma rpida, la estructura resultante es ms borrosa, y se denomina perlita sorbtica o sorbita.17. Cul es la temperatura crtica inferior de un acero con un 1,5% de contenido de carbono?, Y la temperatura crtica superior?Observando el diagrama Fe-C, se puede apreciar que la temperatura crtica inferior de un acero con 1.5% de carbono es de 727C. En lo que respecta a la temperatura critica superior, se puede calcular de la siguiente forma: