Diagrama Hierro-carbono

Diagrama Fe-C

En el diagrama de equilibrio o de fases, Fe-C se representa las transformaciones que sufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento o enfriamiento de la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesos de difusión (homogeneización) tienen tiempo para completarse.

El Acero es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono alrededor de 0,05% hasta menos de un 2%.

Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,0% se producen fundiciones que, en oposición al acero, son quebradizas y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas.

Las cuatro zonas coloreadas representas las únicas cuatro zonas en las que el acero obtenido está formado por una única fase.

Dentro de la zona verde el acero está en estado líquido.

Cuando un acero está dentro de zona amarilla nos encontremos con una sustancia sólida formada exclusivamente por austenita.

La pequeña zona azul correspondiente a aceros con un muy bajo contenido en C y temperaturas en torno a los 1400ºC se corresponde con una única fase sólida de acero.

La pequeña zona naranja también con bajo contenido en C pero a temperaturas menores (en torno a los 700ºC) se encuentra en fase sólida y está formada por ferrita.

En el resto de las zonas tendremos una mezcla entre las fases indicadas en el gráfico.

Ferrita o hierro alfa (α).

Hierro beta (β).

Austenita o hierro gamma (γ).

Hierro delta (δ).

Cementita (Fe3C): Sólido formado por el exceso de carbono en la mezcla (la cantidad que está en exceso sobre la solubilidad y que no puede ser disuelta en la mezcla). Es una sustancia dura y frágil que no puede ser laminada ni forjada.

“A” Representa el punto de fusión del hierro puro se produce a 1538ºC

“C” Eutéctico para una concentración de 4,3% de carbono y a 1148ºC. Por debajo de esa temperatura es imposible encontrar ninguna aleación en estado líquido, es el punto en que se produce el cambio de estado para una única temperatura.

“S” Eutectoide para una concentración de 0.77% de carbono y a 727ºC. Por debajo de esta temperatura es imposible encontrar austenita como micro constituyente de los aceros, en ese punto se forma el constituyente del eutectoide, que es la perlita.

Por encima de la línea de liquidus (A-C-D) la aleación solo se encuentra en estado líquido.

Por debajo de la línea de solidus (A-E-C-F) la aleación solo se encuentra en estado sólido.

Entre las líneas de liquidus y solidus la aleación se encuentra en una zona bifásica donde coexisten la fase líquida y la fase sólida, aunque con micro constituyentes diferentes (líquido y Austenita, a la izquierda del diagrama A-C-E) y (líquido y Cementita la derecha del diagrama D-C-F).

Por otro lado y según el contenido de carbono el diagrama hierro-carbono se divide en dos partes: aleaciones con menos del 1,76 % de carbono que corresponde a los aceros, y con más de un 1,76 % de carbono, de las fundiciones.

Los aceros con un contenido en carbono inferior al 0.77 % se llaman aceros hipoeutectoides, y los que contienen entre un 0.77% y un 2.11% de carbono se llaman aceros hipereutectoides.

De igual forma las fundiciones hipoeutécticas son las que tiene un contenido de carbono entre 2.11% y 4.3%, mientras que se llaman hipereutécticas a las fundiciones que tienen entre un 4.3% y un 6,67% de carbono.

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