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Diagramas de Fases
Mec 313 Ciencia de Materiales
Dr. Ing. M. Oscar Villegas I.
Diagramas de fasesAleacin: Es una mezcla de un metal con otros metales o no metales.
Componentes: Son los elementos que forman la aleacin
Aleacin binaria: Est formada por 2 componentes
Composicin: Describe cuantitativamente la aleacin, en % en peso en % atmico.
Fabricacin: Una aleacin se fabrica fundiendo la mezcla. Se necesita un horno, el horno de fundicin.
Fase lquida: Es la aleacin fundida. Tiene composicin homognea. Existe una sola fase lquida.
Fase slida: Es la aleacin colada, solidificada en un molde de cierta forma en un lingote. Tiene composicin hetergenea.
Fases slidas: Dentro de la aleacin slida pueden coexistir ms de una fase slida.
Una aleacin como sistema termodinmico
Horno a quemador para fundir aleaciones
Por fusin, moldeado y colada se obtienen piezas coladas de gran uso en la tecnologa.
Preparacin de un molde Colada
LingotesDiversas piezas coladas
Cuando una aleacin solidifica produce una microestructura complicada.
La microestructura es el arreglo de granos y fases slidas presentes.
La microestructura solo se puede conocer mediante la preparacin de una probeta, Metalografa y la observacin al microscopio ptico, Microscopa.
Conocer la microestructura es muy importante para conocer las propiedades de la aleacin.
Paradigma de los materiales
Corte transversal. Superficie pulida y atacada con un reactivo. Observacin macroscpica de un lingote.
Cuando se enfra una aleacin puede formarse una sola fase slida, 2 fases slidas, y hasta 3 fases slidas.
Cuando se enfra un metal puro, forma una sola fase slida.
Las fases slidas se observan con el microscopio y muestran un color diferente con el reactivo empleado.
Fase: Es una porcin de materia que posee 2 atributos:
Composicin (C): Constante o variable enforma continua, y
Estado de agregacin: Estructuracristalina, constante o variable en forma continua (vara el parmetro de red).
Se presentan 2 fases si la composicin o el estado de agregacin presentan una variacin brusca.
Interfase: Es la superficie que separa 2 fases.
Mo puro, 200X:Estructura monofsica
Aleacin Al Cu:Estructura bifsica
La METALOGRAFA es la preparacin de una superficie, pulida y atacada, para observar la microestructura con un microscopio.
Regla de las Fases de Gibbs
V = C F + 2
V = Grados de libertad (Varianza)
C = Nmero de Componentes del sistema
F = Nmero de Fases en equilibrio
T y P son variables del sistema.Equilibrio Lquido / Gas.
V = C F + 1 T es una variable.Equilibrio Slido / Lquido.
Especifica las variables independientes que tiene un sistema manteniendo un determinado nmero de fases en equilibrio.
H2O
Agua + hielo
Solucin Slida , Compuesto
intermetlico Fe3C
componentes
Agua Lquido
H2O Lquido y Slido
Fe C
Acero
FasesSistema
Ejemplos de Componentes y Fases:
1 2
2
Tres fases en equilibrio:Agua, hielo, vapor.
V = C F + 2 = 1 - 3 + 2 = 0
Una fase en equilibrio.
V = C F + 1 = 2 - 1 + 1 = 2
Una fase en equilibrio.
Solubilidad ilimitada.
Solubilidad limitada.
V = C F + 1 = 2 - 2 + 1 = 1
V = C F + 1 = 2 - 2 + 1 = 1
Solubilidad cero
Es un diagrama binario (2 componentes) que en el plano Temperatura Composicin, muestra las fases presentes, suscomposiciones, y sus cantidades relativas,en condiciones de equilibrio.
Diagramade Fases
Si el sistema tiene 3 componentes, el diagrama de fases se denominaDiagrama Ternario, y se lo representa en el espacio:
Es una maqueta.En el plano queda la composicin (2
independientes y una dependiente); fuera del plano queda la Temperatura.
Tipos de Diagramas de Fases:
El estudio se facilita si los D de F se los agrupa en los siguientes tipos:
Sistema isomorfo, solubilidad total. Sistema eutctico. Sistema peritctico. Sistema monotctico. Sistema sintctico.
TC
A 20 40 60 80 B %B, peso
TA
TB
Curva de lquidus
Curva de slidus
LL+
Sistema isomorfo, solubilidad total.Muestra una sola fase slida.
Isoterma de equilibrio
Lquido con 40%B Slido alfa con 95%BEn equilibrio con
Temperatura de fusin de A.
Temperatura de fusin de B
Sistema isomorfo, solubilidad total.Muestra una sola fase slida.
Una tcnica para determinar los diagramas de fase es analizar las curvas de enfriamiento de:
-El metal A puro.
-El metal B puro.
-Una aleacin A 50%B.
-Una aleacin A 25%B.
-Una aleacin A 75%B
Los puntos de inicio y fin de la solidificacin forman parte del diagrama de fases.
Curva de enfriamiento de un elemento puro en funcin del tiempo
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
Tiempo
Lquido
Lquido y slido
Slido
Cuando comienza a solidificar la temperatura se mantiene constante.
V = C F + 1= 1 2 + 1= 0
Tiempo
Lquido
Lquido y slido
Slido
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
El lquido y el slido coexisten en un rango de temperatura.
Curva de enfriamiento para una aleacin binaria y una dada composicin.
V = C F + 1= 2 2 + 1= 1
Curvas de enfriamiento para una aleacin binaria para diferentes composiciones. El componente puro A tiene menor temperatura de fusin que el componente B puro.
Elemento A puro curva tiene una isoterma
Elemento B puro curva tiene una isoterma
Ag Estructura FCCTemp fusin= 960CR = 1.65
Ejemplo: El diagrama Ag Au es isomorfo.
La Ag y el Au se disuelven totalmente uno en el otro.
Au Estructura FCCTemp fusin= 1064CR = 1.74
Observemos como son las curvas de enfriamiento:
Temperatura = F (Tiempo).
960C
1064C
Ag (pura)
Au (puro)
tiempo
Temp
Temp. constante
960C
1064C
Ag (pura)
Au (puro)
Ag 25% AuAg 75%Au
Temp
tiempo
Ag 50% Au
Ag 50 Au
Los metales puros solidifican a una sola temperatura
Excepto casos especiales, las aleaciones solidifican en un rango de temperaturas.
V = C F + 1 = 1 2 + 1 = 0
V = C F + 1 = 2 2 + 1 = 1
Solidificacin de una aleacin de composicin Co :Enfriamiento lento:A la temperatura Tocomienza a solidificar.Produce un slido de comp. C
C
A la temperatura T2 termina de solidificar. El slido tiene composicin Co.Esta aleacin tiene un rango de temperatura de solidificacin: (To T2).
Para la temperatura T, la aleacin cuya composicin es Co, muestra 2 fases en equilibrio: L + .
A la temperatura Tocomienza a solidificar.
A la temperatura T2 termina de solidificar.
Esta aleacin tiene un rango de temperatura de solidificacin: (To T2).
Para la temperatura T, la aleacin cuya composicin es Co, muestra 2 fases en equilibrio: + L.
Solidificacin de una aleacin de composicin Co :
Equilibrio en un campo de 2 fases: Aleacin Co a la temperatura T:
X representa a la aleacin de composicin Co a la temperatura T.
Existen 2 fases: L y .
El punto L representa al lquido.
El punto A representa al slido .
El lquido tiene composicin CL.
El slido tiene composicin C.
CL est en equilibrio con C
Las isotermas son lneas de equilibrio.
Aleacin Co a la temperatura T:
Cantidades relativas de las fases presentes en un campo de 2 fases: REGLA DE LA PALANCA
AL = Palanca = + L
= 100% de las fases.
X = Punto de apoyo palanca
XL = Cantidad relativa de = %.
XA = Cantidad relativa de L = %L.
100*100*%
=
=
L
Lo
CCCC
ALXL
Diagrama isomorfo:Cupronquel
Cualquier punto X, T, representa unaaleacin de composicin X a la temperatura T, en equilibrio.
El diagrama de fases responde a lassiguientes preguntas:
Para cualquier punto (x,T):1. Cuantas fases estn presentes?2. Cual es la composicin de c/fase? 3. Cuales son las cantidades relativas
de las fases presentes?
Sesin 2
Punto B: 35 % Ni, T = 1240C
1: Fases presentes?
+ L
2: Composiciones?
3: Cantidades Relativas ?
S/los extremos de la isoterma.
S/ la Regla de la Palanca.
CL= 31.5 % Ni C= 42.5 % Ni
En el punto B, existen 2 fases: alfa y lquido.
L
= 27%, L = 73%
Ej. Demostrar la regla de la palanca:
)()( 00 CCfCCf LL =
1=+ ffL
fL: Un peso en el punto lquidus
La isoterma de equilibrio = Una palanca
Composicin C0 = Punto de apoyo
f: Un peso en el punto slidus
La palanca est balanceada si:
PalancaopuestoBrazo
CCCCf
LL =
= 0100*%
100*%
=
=
LALXLAXAL
La Regla de la Palanca representa un balance de masa
f + fL = 1
Masa de Ni en la aleacin = W C0/100
Masa de Ni en = fWC/100
Masa de Ni en L = fL WCL/100
C f + CL fL = C0
Masa de la aleacin = W
Masa de en la aleacin = fW
Masa de L en la aleacin = fLW
Masa de Ni en la aleacin = Masa de Ni en + Masa de Ni en L
PalancaopuestoBrazo
CCCCf
LL =
= 0
Anlisis de fasesdurante el enfriamiento lento (solidificacin):
Co = 35%Ni
727.01
273.0113
32433235
====
=
ff
f
L
Cantidades relativas:
1295C: L = 100%
1255C: = 1%, L = 99%
1240C: = 27%, L = 73%
1216C: = 99%, L = 1%
1190C: = 100%
Los diagramas de fase se pueden construir a partir de las curvasde enfriamiento. Se verifica la Regla de Gibbs.
Metal puro:
V = 1 2 + 1 = 0
Aleacin de composicin C:
V = 2 2 + 1 = 1
Te
m
p
A B
m n o
CL = 32%BC = 8 %B
50% B0% B 100% B
Co = 22%B
L
%58
%42100*)8322232(
==
=L
+ L
L = 100%
= 100%
Primer cristal solidificado
Borde de grano. ltimo lquido solidificado
C1C2
T
e
m
p
C1 C2 C3 C4 C5
Liquidus
SolidusC3C4
C5
L1 L2 L3 L4 L5
REGLAS DE HUME-ROTHERYPara obtener una solucin slida total
Las reglas de Hume-Rothery representan las condiciones que deben cumplir las soluciones slidas metlicas para que tenga lugar la miscibilidad total entre 2 componentes.
1. La diferencia entre los radios atmicos debeser menor al 15%.
2. La electronegatividad debe ser similar.3. Los dos metales deben poseer la misma
estructura cristalina.
Si no se cumple una o ms de las reglas de Hume-Rothery, slo es posible obtener solubilidad parcial.
Ejemplos: Extensin en que se formarn SSS:
Metal base cobre
Cu - Ni Cu - Zn Cu - Al
Dif. de radios 0.1278 0.1246 0.1278 0.1332 0.1278 - 0.1431
R = 2.3% 3.7% 10.4% Electronegativ 1.9 1.8 1.9 1.6 1.9 1.5
Estr. Cristalina FCC FCC FCC HCP FCC FCC
Max. Sol. En Cu: 100% 39% 10%
Cuando la solubilidad es limitada apareceuna segunda fase.
Segunda fase:--Diferente composicin--Diferente estructura cristalina
Solubilidad limitada Solubilidad muy limitada
Cuando la solubilidad es limitada aparece una segunda fase, que puede ser otra solucin slida, puede formarse un compuesto de frmula definida, llamado compuesto intermetlico.
De esta manera se originan dos diagramas de fase de solubilidad limitada muy conocidos:
El diagrama eutctico. El diagrama peritctico.
Sistema eutcticoEs un diagrama de fases que contiene un punto eutctico.
El punto eutctico E est definido por una composicin particular llamada composicin eutctica CE, tal que, durante el enfriamiento, a la temperatura eutctica se presenta la siguiente transformacin de fase: +
ECLPara T = TE:
Eutctico = aleacin de mnima temperatura de fusin. Una aleacin de composicin eutctica solidifica como un metal puro, a T = constante:
V = C F + 1= 2 3 + 1 = 0.
Pero a diferencia de un metal puro, se producen 2 fases slidas, simultneamente.
Diagrama de fases Pb Sn: Diagrama eutctico.E = punto eutctico, CE = Composicin eutctica.TE = temperatura eutctica
: Solucin slida sustitucional de Sn en Pb, FCC.: Solucin slida sustitucional de Pb en Sn, BCT.
Pb: FCC Sn: BCT
tomo de Sntomo de Pb
El microconstituyente eutctico. Un lquido de composicin eutctica, al enfriarse solidifica a T = TE; y produce 2 fases slidas al mismo tiempo, las cuales aparecen en general como laminillas alternadas, en diferentes orientaciones, definiendo un todo llamado microconstituyente eutctico o colonia de eutctico.
Curva de enfriamiento de una aleacin eutctica (CE).Muestra como cambia la temperatura con el tiempo mientras se van formando las fases.
I II III
I: V = 2 1 + 1 = 2, II: V = 2 3 + 1 = 0, III: V = 2 2 + 1 = 1
Se obtiene una solucin slida monofsica
Enfriamiento de una aleacin Pb Sn de composicin 0.2%Sn
Enfriamiento muy lento de una aleacin Pb 10%Sn.
Se obtiene una SS alfa con precipitados de fase beta.
Solidificacin de una aleacin eutctica, Pb 61.9%Sn
L +
375 X
Solidificacin de una aleacin hipoeutctica, Pb 30%Sn
Cristalesde alfa proeutctico
p + L
p + L + Ep + L + ( + )
p + Ep + ( + )
TC Fases %Sn Cantidades Relativas %
300 L 30 100270 L 30 99
16 1
250 L 40 16
184 L 61.9 19.2
183 L 61.9 19.2 97.5
182 19.2 97.5
%42100*16403040 =
=%58100*
16401630 =
=L
%25100*2.199.61
2.1930 =
=L %75100*2.199.61
309.61 =
=
+EC
L
%86100*2.195.97
305.97 =
= %14100*
2.195.972.1930 =
=
EPT +=%117586 === PTE
E = E + = 11 + 14 = 25%P = 75%
Curva de enfriamiento, aleacin hipoeutcticaPb 30%Sn
Ejemplo de aleacin eutcticade muy bajo punto de fusin:
Bi 50.0 %Pb 25.0 %Cd 12.5 %Sn 12.5 %
Temperatura de fusin: 70C
Uso: Fusible anti incendios
Costo: 181 Sus.- = 100 g
Sistema Peritctico: Es un diagrama de fases muy frecuente; pero que en la prctica no puede llevarse a cabo por una imposibilidad de contacto fsico. Punto peritctico: Definido por una composicin peritctica Cp y una temperatura peritctica Tp.Reaccin peritctica: Ocurre para Cp y Tp:
Como la fase beta se produce en la interfase L / , una vez que aparece una cscara de beta, alfa ya no estar en contacto con el lquido. La reaccin cesa y la transformacin no puede llegar a completarse. Como estructura final quedarn cristales de alfa y de beta, aunque el diagrama diga que solo debe quedar beta.
+L
Desarrollo de una transformacin peritctica
Microestructuraresultante
Diagrama Cu Sn.
Muestra puntos peritcticos y eutcticos.
El acero y las FundicionesEl acero es el material estructural por excelencia.
Existen muchos tipos de aceros; todos nacen de la aleacin entre el hierro y el carbono.
El acero es una aleacin Fe C, donde 0.1 < %C < 2
El hierro (metal) es muy diferente al C (no metal), en radio atmico, estructura cristalina y electronegatividad.
Por ello, el Diagrama de Fases Fe Fe3C, es un diagrama complejo.
En funcin de T, se presentan, 1, 2 y hasta 3 fases en equilibrio.
Aleaciones Fe C, con 2 < %C < 4 se llaman fundiciones.
COMO SE FABRICA EL ACEROLa Industria Siderrgica
Carbn
Mineral de Hierro
Fundentes AltoHorno
Coque
Sinter
Gases
Escoria
Arrabio
Convertidor
Ajuste de la composicinDesulfuracinDesgasificacinCalentamiento
Metalurgia Secundaria
Esquema del proceso siderrgico.
Colada Continua
Colada y moldeo
Procesamientos del acero: Produccin de formas acabadas: El acero es un producto de trabajado mecnico. Una vez solidificado se lamina en caliente para producir diversas formas, lo que asegura una composicin y microestructurauniforme, con propiedades homogneas y confiables.
DIAGRAMA DE FASESFe Fe3C
1538C
1400C
910C
767C
Fe lquido
Fe (Cbico de cuerpo centrado, BCC)
Fe (Cbico de caras centradas, FCC). No Magntico
Fe (Cbico de cuerpo centrado, BCC). No Magntico
Fe : Magntico
El Fe puro tiene pocas aplicaciones industriales.Su inters industrial radica en la posibilidad de alearse con el carbono dando lugar al ACERO.
TRANSFORMACIONES ALOTRPICAS DEL HIERRO PURO
Temperatura de Curie:
Enfriamiento del hierro puro fundido: Fases que se presentan:
Austenita: Fe , FCC: En aceros Fe C, estable solo a temperaturas elevadas. En aceros aleados, ej.18% Cr, 8% Ni, estable atemperatura ambiente, acero inoxidable austentico.Disuelve carbono hasta un 2% a 1129C.Dctil, resistente al desgaste, no es magntica y es el constituyente ms denso del acero.
Ferrita: Fe , BCC:A temperatura ambiente slo disuelve un 0,008%C y0,022%C a 723C.Blanda y maleable.
Cementita: Fe3C (red ortormbica): Contiene un 6,67% en peso de carbono. Es frgil y dura.Tiende a descomponerse segn la reaccin: Fe3C 3Fe + Cgrafito
FASES SLIDAS EN LOS ACEROS: En equilibrio:
Perlita = + Fe3C = eutectoide (ferrita + cementita): Propiedades intermedias entre la ferrita y cementita: Ms dura y resistente que la ferrita pero ms blanda y maleable que la cementita.
Ledeburita = + Fe3C = eutctico de (austenita y cementita):Slo aparece en fundiciones. Es un eutctico.
Martensita o solucin sobresaturada de C en Fe:Muy dura y es magntica.Se obtiene templando en agua un acero austenizado de medio y alto C.
MICROCONSTITUYENTES (2 FASES) EN LOS ACEROS YFUNDICIONES, en equilibrio:
FASES EN LOS ACEROS: Fuera de equilibrio:
ESTRUCTURA CRISTALINA DE LAS FASES DE ALTA Y BAJA TEMPERATURA EN EL HIERRO
Los intersticios, tetradricos y octadricos, sirven para alojar al tomo de C, cuando se forma el acero.
INTERSTICIOS EN LA AUSTENITA, FCC
INTERSTICIOS EN LA FERRITA, BCC
FerritaTamao de grano chico
AustenitaTamao de grano grande
Microestructuras de las fases de alta y baja temperatura (austenita y ferrita).
El tomo de C se disuelve mejor en la austenita(hasta un 2% a alta temperatura) que en la ferrita(mximo 0.022% a 723C).
En ambos, se forman SOLUCIONES SLIDASINTERSTICIALES, de C en hierro.
El proceso de solubilizar el C en la austenita se llama AUSTENIZAR el acero; y es el primer pasopara tratar trmicamente un acero.
Con tan baja solubilidad del C en la ferrita, el restodel C se combina con el hierro y forma laCEMENTITA, Fe3C.
Cuando el acero austenizado se enfra lentamente,primero se forma la FERRITA (proeutecoide);luego, se forma el eutectoide, una mezla de ferritay cementita, llamada PERLITA.
Estudio del enfriamiento lento de un acero austenizado
Acero eutectoide
Contiene 0.8%C. Es un acero de alto C. Al enfriarse lentamente desde fase austenita produce el microconstituyente, mezcla de 2 fases, ferrita y cementita, llamado perlita.
Austenita
Perlita
CFeCo
3723 +
0.8 0.02 6.67enf
enfriado lentamente
Un acero eutectoide ..
produce
Reaccin eutectoide
CFeCo
3725 +
0.8 0.02 6.67enf
Perlita
En un acero eutectoide, la austenita produce perlita
MX = Porcentaje de cementita
XN = Porcentaje de ferrita
MN = Perlita = 100%
%7.11100*02.067.6
02.08.0100*3 =
=
=MNMXCFe
%3.88100*02.067.68.067.6100* =
=
=MNXN
Clculo del % de los componentes de la perlita:
Este clculo es una aplicacin de la regla de la palanca.
Enfriamiento lento, acero hipoeutectoide: Co = 0.25%
870C: Austenita, 100%
825C: Ferrita proeutectoide (1%)
Austenita (99%)
724C: Ferrita proeutectoide (70.5%)Austenita (29.5%)
723C: EquilibrioCFe3+
722C: Ferritaproeutectoide (70.5%)Perlita (29.5%)
Clculos
TC Fases Comp. %C
Cantidad Relativa (%) Microestructura
870 0.25 100 Austenita825
p
0.250.01
991
Total: 100
AustenitaFerrita primaria
724 p
0.80.02
29.5(0.8-0.25)/(0.8-0.02)= 70.5
Total: 100
AustenitaFerrita poeutectoide
723
Fe3C
0.80.026.67
AusteritaFerritaCementita
(6.67-0.25)/(6.67-0.02) = 96.5
= 70.596.5 70.5 = 26.0100 96.5 = 3.5 = 3.5
722 T
peFe3C
0.02
0.020.026.67
Total 100.0 100.0
CFe3+Ferrita proeutectoide
Perlita
Ferritaproeutectoide
Perlita
Microestructura de un acero con 0.25%C, enfriadolentamente desde fase austenita.
Desarrollo de la microestructura en un acerohipereutectoide enfriado lentamente
920C: Austenita, 100%825C: Cementita
proeutectoide 1%Austenita 99%
724C: cementitaproeutectoide
(1.1-0.8)/(6.67-0.8) = 5.1%Austenita 94.9%
723C:
722C: Cementitaproeutectoide = 5.1%Perlita = 94.9%
CFe3+
Microestructura de un acero hipereutectoide, 1.1 % C
Cementitaproeutectoidesobre losbordes de grano de la austenitaoriginal.
Perlita
Fase vs. MicroconstituyenteUna fase una mezcla de 2 fases que muestra una identidaddistinta se denomina microconstituyente.La Perlita no es una fase. Es un microconstituyente, llamado eutectoide.
Es una mezcla de 2 fases, (Ferrita) y Fe3C (Cementita).
)%18.0()%5.0()%1.0( 1493 CCLC Co +
Reaccin peritctica:
)%67.6()%1.2()%3.4( 31147 CCFeCCL C
o + Reaccin eutctica:
Reaccin eutectoide:
)%67.6()%02.0()%8.0( 3723 CCFeCC C
o +
Aceroeutectoide
+Fe3CPerlita
Acerohipoeutectoide
+Fe3CPerlita + Ferritaproeutectoide.
Acerohipereutectoide+Fe3CPerlita + Cementitaproeutectoide
Microestructuras de aceros enfriados lentamente
Cuando un acero eutectoide se enfra bruscamente en agua desde fase austenita, no puede cumplirse el diagrama de fases.
La austenita se descompone en una nueva fase,
la martensita.
Austenita, T = 800C
FCC, blanda, dctil
Martensita, T = ambiente
BCT, muy dura, frgil
Enfriamiento brusco,
Templado en agua
FeFe3C
Lquido
+ Fe3C
+ Fe3CE
P
723C
1147C
0.02 0.8
910C
1543C
2 4.3
Diagrama Metaestable Fe-Fe3C
Diag. EstableFe-C
Martensita
Austenita
Microestructura de un acero 0.3 < %C < 1%, enfriado bruscamente desde fase austenita hasta temperatura ambiente (templado en agua):
Aparece una nueva fase, que no est en el diagrama de fases: MARTENSITA (BCT). Fase en forma de agujas, muy dura y muy frgil.
FeFe3C
Lquido
+ Fe3C
+ Fe3CE
P
723C
1147C
0.02 0.8
910C
1543C
2 4.3
1300C
L + Fe3C
+ Fe3C
Ledeburita
PerlitaFe3C + Fe3C
6.67
Enfriamiento de una Fundicin Blanca
3.5 %C
22.6523.425.3 =
=L
CFeL 3+ 88.67
267.65.367.6 =
=
67.4702.067.65.367.6 =
=
CFe3+
548.067.65.367.6 =
=
TC Fases Comp. %C Cantidad Relativa, %1300 L 3.5 100%1148 L
3.51.6 =34.78
1147 LFe3C
4.326.67
1146 Fe3C
26.67 Fe3C = 32.12
724 Fe3C
0.86.67 Fe3C = 46
723 Fe3C
0.80.026.67
722 Fe3C
0.026.67 Fe3C = 52.33
54
67.47
33.6334633.52
333
===+=
+=
Perlita
CFeCFe
CFeCFeCFe
Per
Per
PerPT
Cementita = 46
Composicin tpica de una fundicin blanca:
Fe - 2.8%C 1.8%Si.
Fundicin blanca. Las dentritas son de cementita(Fe3C). El fondo oscuro es perlita.
Fundicin gris.
Ocurre que cuando se aade Si, en cantidades mayores al 2%, y cuando la velocidad de enfriamiento es muy lenta.
Al solidificar se forma una mezcla de austenita y grafito:
El grafito se forma como hojuelas o flecos, afilados y entrelazados.
Durante el subsecuente enfriamiento lento la austenita se descompone en ferrita y grafito; por lo que la fundicin gris es un material mucho ms dctil y blando, y sobre todo, muy maquinable.
grafitoL +
Diagrama de fases de las fundiciones:
Diagrama Fe Grafito: Lnea llena.
Diagrama Fe Fe3C: Lnea punteada.
Sin embargo, las laminillas de grafito actan como concentradoras de tensiones y el material es poco tenaz.
Composicin tpica de una fundicin gris: Fe - 3.5%C 3.3%Si 0.5%Mn.
Fundicin gris: Flecos de grafito. El fondo blanco es ferrita.
Ejercicio:
Dnde existe un punto Eutctico?
Donde existen puntos peritcticos?
Dnde existen puntos eutectoides?
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