Reporte técnico del Hierro

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Universidad Tecnológica del Centro de Veracruz

Programa Educativo
Metalmecánica

Nombre del profesor de asignatura

Ing. Erika Sánchez Castro

Reporte técnico del Hierro

Nombre del Alumno
María Fernanda Sota Lugo

Cuitláhuac, Ver., a 17° de septiembre de 2018

INDICE

1-Introduccion………………………………………………………………3

1.1Generalidades…………………………………………………………..3

1.2Características del hierro, su origen y para qué se utiliza……..3

2- Aleaciones del hierro…………………………………………………..4

2.1 Formas alotrópicas…..………………………………………………..5

2.2 Zona elástica……………..…………………………………………….6

3. Propiedades mecánicas……………………………………………….6

4- Propiedades químicas…………………………………………………7

4.1 Información atómica………………………………………………….7

Ilustración 1 Hierro puro        4

Ilustración 2 Diagrama hierro-carbono        5

Ilustración 3 Información atómica del hierro        7

Hierro

1-Introduccion

1.1 Generalidades

Elemento químico, símbolo Fe, número atómico 26 y peso atómico 55.847. El hierro es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre (5%). Es un metal maleable, tenaz, de color gres plateado y magnético. El hierro se encuentra en muchos otros minerales y está presente en las aguas freáticas y en la hemoglobina roja de la sangre.

El uso más extenso del hierro (fierro) es para la obtención de aceros estructurales; también se producen grandes cantidades de hierro fundido y de hierro forjado. Entre otros usos del hierro y de sus compuestos se tienen la fabricación de imanes, tintes (tintas, papel para heliográficas, pigmentos pulidores) y abrasivos (colcótar).

1.2 Características del hierro, su origen y para qué se utiliza

La palabra hierro proviene del latín, más concretamente de ferrum, que significa metal. Se cree que el hierro ya se utilizaba en el año 5.000 a.C., en lo que se conoce como Edad del Hierro. El uso de este metal hizo que se cambiase la forma en la que se elaboraban las armas y armaduras. Incluso se comenzó a emplear para labores agrícolas, como el arado.

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Ilustración 1 Hierro puro

2- Aleaciones del hierro

El acero es una aleación de hierro con una pequeña proporción de carbono, que comunica a aquellas propiedades especiales tales como dureza y elasticidad. En general, también se pueden fabricar aceros con otros componentes como manganeso, níquel o cromo. El hierro es un constituyente fundamental de algunas de las más importantes aleaciones de la ingeniería. El hierro es un metal alotrópico, por lo que puede existir en más de una estructura reticular dependiendo fundamentalmente de la temperatura. Es uno de los metales más útiles debido a su gran abundancia en la corteza terrestre (constituyendo más del 5% de esta, aunque rara vez se encuentra en estado puro, lo más normal es hallarlo combinado con otros elementos en forma de óxidos, carbonatos o sulfuros) y a que se obtiene con gran facilidad y con una gran pureza comercial. Posee propiedades físicas y mecánicas muy apreciadas y de la más amplia variedad.

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Ilustración 2 Diagrama hierro-carbono

El hierro colado, el hierro colado maleable y el arrabio contienen entre un 2 y un 4% de carbono. Hay una forma especial de hierro maleable que no contiene casi carbono alguno. Para fabricar aleaciones de hierro y acero se emplea un tipo especial de aleaciones de hierro denominadas ferro aleaciones, que contienen entre un 20 y un 80% de elementos que pueden ser manganeso, silicio o cromo.

2.1 Formas alotrópicas

• 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 de crecer hasta el 0.12% a 1487ºC. Esta variedad de Fe es a magnético.

• 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.

2.2 Zona elástica

El hierro es un material dúctil, por lo que tiene una zona importante de estiramiento elástico, seguida de una zona plástica. En la zona elástica alargamientos y tensiones son proporcionales según una constante E (Módulo de Young= 21.000 kg/mm2), la cual varía sustancialmente según los aleantes del hierro y su porcentaje.

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