EL HIERRO

¿QUÉ ES EL HIERRO?

• Es un metal de color blanco plateado muy abundante en la naturaleza donde forma compuestos y se extrae de las hematites.
• *curiosidad* Su nombre tiene raíces anglosajonas, pero el verdadero origen de la palabra viene del latín ferrum(ferro), que significa metal.

DATOS INTERESANTES

• Número atómico: 26
• Peso atómico: 55.845
• Símbolo atómico: Fe
• Punto de fusión: 1538ºC
• Punto de ebullición: 2861ºC

CARACTERÍSTICAS

• Es un metal de transición.
• Es duro,resistente y quebradizo.
• Se corroe fácilmente(en forma pura) al exponerse al aire húmedo.
• Posee cuatro formas alotrópicas(alfa,beta,gamma,omega), siendo la alfa una forma magnética del hierro.
• Es muy abundante en la Tierra, pero también abunda en el Sol y en las estrellas.
• Se obtiene de los minerales de hematita, pero también de la magnetita,siderita y limonita.

ALEACIONES FUNDAMENTALES

ANTES DE COMENZAR...

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• Las aleaciones se utilizan para mejorar las propiedades de un metal de cara a un determinado uso, ya que en su estado puro ese metal puede no ser adecuado para lo que deseamos construir.

Tipos de aleaciones del hierro:

• Fundiciones(entre 1.7 y 6.6% de carbono)
• Aceros(menos del 1.7% de carbono)
• Dentro del acero hay otros dos grupos: aceros comunes, aceros especiales.

FUNDICIONES

• Son de fácil moldeo, y de mayor resistencia a la corrosión que el acero común
• Se usan en construcción naval y de ferrocarriles, alcantarillado, piezas artísticas...

ACEROS COMUNES

• Tienen una aceptable dureza y resistencia.
• Son los más económicos.
• Se emplean en tornillos,estructuras de edificios,carrocerías,herramientas comunes...

ACEROS ESPECIALES

• Dentro de los especiales se encuentran los inoxidables que se obtienen al mezclar cromo y níquel.
• El acero inoxidable se emplea en todo tipo de utensilios que vayan a estar en contacto con el agua, para evitar que se oxiden.

ALEACIONES HIERRO-CARBONO

ALEACIONES HIERRO-CARBONO

• El hierro puro a pneas tiene aplicaciones industriales, pero al formar aleaciones con el carbono, es el metal más utilizado en la industria moderna.

TIPOS DE ACERO

• Ferrita
• Cementita
• Perlita
• Austenita
• Martensita
• Bainita
• Ledeburita

FERRITA

• Se considera com hierro alfa puro.
• Es el más blando y dúctil constituyente de los aceros.
• Cristaliza en una estructura BCC.
• Tiene una dureza de 95Vickers, y una resistencia a la rotura de 28kg/mm2.
• Presenta propiedades magnéticas.
• Suele contener Ni,Mn,Cu,Si,Al en disolución sólida constitucional.

CEMENTITA

• Es el constituyente más duro y frágil de los aceros.
• Alcanza una dureza de 960Vickers.
• Cristaliza formando un paralelepípedo ortorrómbico de gran tamaño.
• Es magnética hasta los 210ºC.

PERLITA

• Tiene una dureza de apróximadamente 200Vickers.
• Tiene una resistencia a la rotura de 80Kg/mm2 y un alargamiento del 15%.
• Cada grano de perlita está formado por láminas o placas alternadas de cementita y ferrita.
• Si la perlita laminar se calienta a una temperatura inferior a la crítica(723ºC) adopta una forma de glóbulos, acaba denominándose perlita globular.

AUSTENITA

• Es el constituyente más denso de los aceros.
• Se empieza a formar a la temperatura de los 723ºC.
• También puede obtenerse a temperatura ambiente enfriando una probeta muy rápidamente de acero de alto contenido en Carbono, pero este tipo de austenita no es estable.

MARTENSITA

• Tiene una estructur de tipo BCC.
• Es una solución sólida sobresaturada de carbono sobresaturada de carbono atrapado en una estructura tretagonal centrada en el cuerpo.
• Es el segundo constituyente más duro de los aceros.
• Se presenta en forma de agujas y cristaliza en la red tetragonal.
• Su dureza está en torno a 540Vickers y su resistencia mecánica varía de 175 a 250Kg/mm2.

BAINITA

• Se forma la bainita en la transformación isotérmica en temperaturas de 250 a 550ºC.
• El proceso consiste en enfriar rápidamente la austenita hasta una temperatura constante, manteniendose dicha temperatura hasta la transformación total de austenita en bainita.

LEDEBURITA

• No es un constituyente de los aceros, sino de las fundiciones.
• Se forma al enfrir una fundición líquida de carbono desde 1130ºC, siendo estable hasta 723ºC, descomponiéndose a partir de esa temperatura en ferrita y cementita.

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO

¿QUÉ ES?

• Es un tipo de diagrama de equilibrio que nos permite conocer el tipo de acero que se va a conseguir en función de la temperatura y la concentración de carbono que tenga presente.

PERO...

DEFINICIÓN

• Son gráficas que representan las fases y estado en que pueden estar diferentes concentraciones de materiales que forma una aleación a distintas temperaturas.

ENTONCES

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO HIERRO-CARBONO

• Antes de pasar a qué es un diagrama de equilibrio hierro-carbono en particular, es imprescindible saber los siguientes conceptos...

CONCEPTOS FUNDAMENTALES

• Estado de agregación: Cada una de las tres formas en que se puede presentar la materia(sólido,líquido y gaseoso)
• Fase: Cada una de las partes macroscópicas de composición química y propiedades físicas homogéneas que forman un sistema.
• Sistemas homgéneos: Sistemas formados por una única fase(monofásicos).
• Sistemas heterogéneos: Están formados por varias fases.
• Mezcla: Porción de materia formada por dos o más sustancias diferentes.