Formas Alotropicas Del Hierro

FORMAS ALOTRÓPICAS DEL HIERRO

El hierro cristaliza en la variedad alfa hasta la temperatura de 768ºC. La red espacial a la que pertenece es la red cúbica centrada en el cuerpo (BCC). La distancia entre átomos es de 2.86 Å. El hierro alfa no disuelve prácticamente en carbono, no llegando al 0.008% a temperatura ambiente, teniendo como punto de máxima solubilidad a T=723ºC (0,02%).

La variedad beta existe de 768ºC a 910ºC. Cristalográficamente es igual a la alfa, y únicamente la distancia entre átomos es algo mayor: 2.9 Å a 800ºC y 2905ºC a 900ºC.

La variedad gamma se presenta de 910ºC a 1400ºC. Cristaliza en la estructura FCC. El cubo de hierro gamma tiene más volumen que el de hierro alfa. El hierro gamma disuelve fácilmente en carbono, creciendo la solubilidad desde 0.85% a 723ºC hasta 1.76% a 1130ºC para decrecer hasta el 0.12% a 1487ºC. Esta variedad de Fe es amagnético.

La variedad delta se inicia a los 1400ºC, observándose, entonces una reducción en el parámetro hasta 2.93Å, y un retorno a la estructura BCC. Su máxima solubilidad de carbono es 0.007% a 1487ºC. Esta variedad es poco interesante desde el punto de vista industrial. A partir de 1537ºC se inicia la fusión del Fe puro.

CLASIFICACIÓN DEL HIERRO Y ACERO SEGÚN SU MÉTODO DE FABRICACIÓN

1. Aceros Bessemer y Thomas: El procedimiento consiste en hacer atravesar el baño de arrabio líquido por una corriente de aire frio.

El arrabio se introduce líquido a 1250°C aproximadamente en el convertidor; se sopla aire frio que oxida las impurezas dando un desprendimiento de calor suficiente para elevar la temperatura y mantener el metal en estado líquido, a pesar de la elevación de su punto de fusión (1500°C). La oxidación es tan energética que, aunque el tiempo de contacto entre el aire y el baño sea de la centésima de segundo, el gas que sale del convertidor prácticamente no contiene oxígeno libre. Cada elemento oxidable puede ser caracterizado por su poder termógeno que es la elevación de la temperatura del baño producida por la combustión neutra y sin pérdida de calor de 1% de este elemento.

2. Horno de hogar abierto: semeja un horno enorme, y se le denomina de esta manera porque contiene en el hogar (fondo) una especie de piscina larga y poco profunda (6m de ancho, por 15 m de largo, por 1 m de profundidad, aproximadamente). El horno se carga en un 30% a un 40% con chatarra y piedra caliza, empleando aire pre-calentado, combustible líquido y gas para la combustión, largas lenguas de fuego pasan sobre los materiales, fundiéndolos. Al mismo tiempo, se quema (o se oxida) el exceso de carbono y otras impurezas como el fósforo, silicio y manganeso.

Este proceso puede acelerarse introduciendo tubos refrigerados por agua (lanzas), los que suministran un grueso flujo de oxígeno sobre la carga.

Periódicamente, se revisan muestras de la masa fundida en el laboratorio para verificar la composición empleando un instrumento denominado espectrómetro. También se determinan los niveles de carbono.

Si se está fabricando acero de aleación, se agregarán los elementos de aleación deseados. Cuando las lecturas de composición son correctas, el horno se cuela y el acero fundido se vierte en una olla de colada.

El proceso completo demora de cinco a ocho horas, mientras que el Horno de Oxígeno Básico produce la misma cantidad de acero en 45 minutos aproximadamente. Debido a esto, este horno ha sido virtualmente reemplazado por el de Oxígeno Básico.

3. Horno de arco eléctrico: Un horno de arco eléctrico es aquel horno, que como su nombre lo dice, se calienta a través de un arco eléctrico. Es el más versátil de todos los hornos para fabricar acero. No solo puede proporcionar temperaturas hasta 1930 C, sino que también puede controlarse eléctricamente con un alto grado de precisión. Debido a que no emplea combustible alguno, no se introduce ningún tipo de impurezas. El resultado es un acero de lo más limpio.

4. Acero al crisol: es un tipo de acero elaborado mediante diferentes técnicas fundamentadas en el lento proceso de calentamiento y enfriamiento del hierro puro en un crisol y siempre en presencia de carbono, tradicionalmente añadiendo

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