Problemas De Diagrama Fe-C

Problemas diagrama Fe-C

1º: Transformación durante el proceso de solidificación de un liquido con el 4,5%C.

(Fundición blanca: Diagrama Fe-Fe3C).

a) Temperatura de comienzo del proceso de solidificación

= ; T = 1155ºC

T 1227

1148

4,3 4,5 6,67

b) Calculo de todas las fases que intervienen en le proceso de solidificación: cementitas, austenitas, ferritas, perlitas

Cementita primaria: •100 = 8%; Líquido 92%

Cementita eutéctica:( •100) – ( •100) = 44%

Austenita eutéctica: •100 = 48%

Cementita proeutectoide (secundaria): ( •100)-( •100) = 11%

Austenita eutectoide: ( • 100) = 37%

Cementita eutectoide: ( • 100) – ( • 100) = 4%

Ferrita Eutectoide: •100 = 33%

Ferrita total ≈ Ferrita eutectoide = 33%

Cementita terciaria (vermicular):( • 100)–( •100) = 0,097

Cementita total = ( 8 + 44 + 11+ 4 + 0,097) = 67,097%

Intervalo de solidificación: 1155ºC – 1148ºC = 7ºC

Macrorrechupe y escasa segregación; Ver pagina 273 del manual de la asignatura.

2º: Indicar el tipo de transformaciones que tienen lugar durante el proceso de solidificación de una aleación Fe-C (sistema metaestable) con el 3,5% de carbono así como la proporción en cada caso de las fases que se pueden formar según la solidificación de equilibrio metaestable Fe-CF3. ¿ Cual será la temperatura a la cual comienza a precipitar la primera fase sólida?

Austenita primaria: •100 = 36%

Liquido eutéctico (ledeburita): •100 = 64%; 100-36 = 64%

Cementita eutéctica: •100 = 31%

100 % de ledeburita; Fe ; Fe3C por tanto: 0,64• 48 = 31 % de cementita eutéctica.

Cementita proeutectoide: ( •100) – ( •100) = 15%

Cementita eutectoide: ( •100) – ( •100) = 6%

Cementita terciaria: ( •100) – ( •100) = 1%

Cementita total: (31 + 15 + 6 + 1) = 53%

Temperatura de comienzo de la solidificación: = ; T = 1222ºC

3º Calcular la composición de las fases y las temperaturas criticas que se obtendrán durante el proceso de solidificación de equilibrio de una aleación Fe-C con el 1,0 % C. Concretamente determinar las siguientes:

1) Temperatura a la cual se inicia el proceso de solidificación

2) Temperatura final del proceso de solidificación

3) Cantidad que puede existir de Austenita antes de que comience la precipitación de la cementita proeutectoide o secundaria.

4) Cantidad de cementita proeutectoide

5) Cantidad de cementita eutectoide

6) Cantidad de cementita total

1) = ; T = 1452ºC

2) = ; T = 1347 ºC

Intervalo de solidificación: Tl-Ts = 1452 – 1347 = 105 ºC

3) Entre 1347ºC y la temperatura de aparición de la cementita todo el sistema es monofásico de austenita.

= ; Tcement = 799 ºC

Por tanto entre 1347ºC y 799ºC todo es austenita.

4) Cementita proeutectoide: •100 = 4,0%

5) Cementita eutectoide: ( •100) – ( •100) = 10,8%

6) Cementita terciaria: ( ) – ( •100) = 0,20%

Cementita total: Cementita proeutectoide + Cementita eutectoide + Cementita terciaria = ( 4 + 10,8 + 0,20 ) = 15%

4º: Dibujar la curva de enfriamiento de un acero con el 0,45% C desde el estado líquido a la temperatura ambiente indicando las fases y las temperaturas para las cuales aparecen o desaparecen las fases del diagrama de equilibrio metaestable.

Comienzo del proceso de solidificación:

; T = 1502ºC

Ferrita δ properitéctica:

; 82% líquido (C = 0,53 %)

% Austenita peritéctica (0,17%):

; 78% líquido

Reacción Peritéctica: (82%) Líquido + (18%) Sólido (Fe – δ) (22%) Sólido (Fe – γ)

En esta reacción peritéctica el 18% de sólido (Fe – δ) (0,09% C) reacciona con el 82% de líquido (0,53% C) para dar 22% de sólido (Fe – γ) con 0,17% C. El líquido se reduce un 4%.

Final del proceso de solidificación (100% Austenita):

Comienzo de la transformación alotrópica de austenita en ferrita:

Ferrita Proeutectoide:

Austenita Proeutectoide = 57%

Ferrita Eutectoide:

Ferrita Total a Tª ambiente:

Cementita Total: Eutectoide + Terciaria = 7%

Curva de enfriamiento del acero:

5º: Durante el proceso de solidificación de equilibrio de un acero con el 0,30% C, calcular:

a) La temperatura de inicio del proceso de solidificación.

b) La temperatura final del proceso de solidificación.

c) La máxima cantidad de ferrita delta que puede formarse.

d) La cantidad de austenita eutectoide.

e) La cantidad de ferrita alfa que se forma antes de la reacción eutectoide (ferrita proeutectoide).

f) La cantidad de ferrita eutectoide.

a) Temperatura de inicio de solidificación:

b) Temperatura final del proceso de solidificación:

c) Máxima cantidad de ferrita δ: 52 %

; 48% líquido con el 0,53% C

Austenita Peritéctica (0,17%): 64%

; 36% líquido C = 0,53%

Líquido transformado en la reacción Peritéctica: 12%

...