DIAGRAMA HIERRO CARBONO

DIAGRAMA HIERRO CARBONO
Los diagramas de fase permiten que entendamos porqué las características de aceros cambian con el contenido del carbón y nos permiten hacer los aceros con las características que requerimos.
En el diagrama de equilibrio o de fases, Fe-C se representan las transformaciones que sufren los aceros al carbono con la temperatura, de forma que el calentamiento (o enfriamiento)de la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesos de difusión (homogeneización) tienen tiempo para completarse.
Dicho diagrama se obtiene experimentalmente identificando los puntos críticos —temperaturas a las que se producen las sucesivas transformaciones — por métodos diversos.
De esta forma, nos permite conocer el tipo de acero que se va a conseguir en función de la temperatura yla concentración de carbono que tenga presente.
Este diagrama fue establecido como resultado de las investigaciones hechas por varios científicos.
D. Chernov, comenzó la elaboración del mismo, estableciendo en 1968 los puntos críticos del acero.
Más tarde otros como N. Gutovski, M. Wittorft, Roberts Austen, Roozebom hicieron una grandes aportaciónes al estudio de este diagrama. Los últimos datosacerca del diagrama están expuestos en las obras de I. Kornilov.
Las aleaciones hierro-carbono pertenecen al tipo de aleaciones que forman una composición química.
El carbono se puede encontrar en las aleaciones hierro-carbono, tanto en estado ligado (Fe3C), como en estado libre (C, es decir, grafito), por eso, el diagrama comprende dos sistemas:
Acero líquido: Mezcla de hierro y carbono a muy altatemperatura, la mezcla está en fase líquida y es homogénea.
Ferrita o hierro (alfa): Sistema cúbico, imanes permanentes.
Hierro (beta): Similar al alfa pero no es magnético.
Austenita o hierro (gamma): Sistema cúbico centrado en las caras.
Hierro (delta): Red cúbica centrada en el cuerpo.
Cementita (Fe3C): Sólido formado por el exceso de carbono en la mezcla (la cantidad que está en exceso sobrela solubilidad y que no puede ser disuelta en la mezcla). Es una sustancia dura y frágil que no puede ser laminada ni forjada.
Fase
Símbolo
Estructura
Características

Ferrita δ
δ
CC
(C. cuerpo)
Solución sólida de C disuelto intersticialmente en Fe (CC). Fase de alta temperatura.
Austenita
γ
CCC
(C. caras)
Solución sólida de C disuelto intersticialmente en Fe (CCC). Acepta máximo 2%p C, a
1148ºC.Dúctil y tenaz.
Ferrita
α
CC
(C. cuerpo)
Solución sólida de C disuelto intersticialmente en Fe (CC). Acepta máximo 0,02%p C, a
723ºC. Blanda (120 Hardness Vickers, HV) y dúctil
Cementita
Fe3C
Ortorrómbica c>b>a
Una fase sólida no metálica, de carácter cerámico. Dura y frágil (1250, HV). Contiene
6,7%p C (25%a. C)


Estas formas alotrópicas  tienen diferentes propiedades y el acero adoptará unas uotras en función de cual sea la composición y la temperatura de la mezcla. En función de la utilización que se quiera hacer del producto resultante habrá que conseguir que la forma o las formas alotrópicas producidas sean unas u otras. Esa información se encuentra en el diagrama hierro-carbono.
La posición de un una mezcla de acero en el diagrama de hierro-carbono queda definida por su temperatura yel tanto por ciento en masa de carbono que tiene la mezcla. La temperatura se representa en el eje vertical (ordenadas), el porcentaje de carbono se representa en el eje horizontal (abcisas). El eje horizontal que representa la cantidad de carbón en la mezcla toma valores crecientes hasta el 6,67%.

El diagrama hierro-carbono tiene la forma:

Diagrama Simple
Como se puede observar es un diagramacomplejo en el que pueden distinguirse muchas zonas, vamos a explicar las más importantes.
A la vista del diagrama podemos apreciar que en el eje de las abscisas hay cuatro puntos bien definidos:
1º.-  El límite del diagrama corresponde a una proporción de carbono del 6,67 % que es el de la cementita pura. Las aleaciones hiero-carbono con  carbono en proporción superior al 6,67 %, lo contendrán...