ESTADOA ALATROPICOS DEL HIERRO

Estados alotrópicos del hierro.

Para comprender los mecanismos por los cuales se rigen los tratamientos térmicos es necesario conocer previamente las transformaciones estructurales que sufre el hierro cuando se cambia su temperatura.

Cuando se calienta el hierro desde la temperatura ambiente hasta su estado líquido, sufre una serie de transformaciones en su estructura cristalina. A las diferentes estructuras que aparecen cuando se produce este calentamiento se las denomina estados alotrópicos.

En el hierro se pueden distinguir cuatro estados alotrópicos:

Hierro alfa

El hierro alfa se presenta a temperaturas inferiores a los 768ºC. Presenta una cristalización según el sistema cúbico centrado de cuerpo. No disuelve el carbono y tiene carácter magnético. A los 768ºC pierde el magnetismo. Mientras dura esta transformación la temperatura permanece constante. Las temperaturas a las cuales tienen lugar estas transformaciones se denominan puntos críticos y son representados mediante la letra A. Cuando se trata de un enfriamiento Ar, y si es un calentamiento Ac. La capacidad que posee el hierro alfa para formar soluciones sólidas es muy débil porque los espacios interatómicos disponibles son muy pequeños. La máxima cantidad de carbono que pueden disolver es de 0,025 %. Este estado recibe el nombre de ferrita.

Hierro beta

Es muy similar al hierro alfa. Se forma a temperaturas comprendidas entre 768ºC y 900ºC, cristalizando en el sistema cúbico centrado de cuerpo. Se diferencia principalmente del hierro alfa en que no es magnético. Desde el punto de vista metalográfico y mecánico tiene poco interés.

Hierro gamma

Se forma a temperaturas comprendidas entre los 900 y los 1400ºC.Cristaliza en el sistema cúbico centrado de caras (FCC). Tiene gran capacidad para formar soluciones sólidas, ya que dispone de espacios interatómicos grandes. Puede disolver hasta un 2% de carbono. Esta solución recibe el nombre de austenita.

Hierro delta

Se forma a temperaturas comprendidas entre los 1400 y 1539ºC. Cristaliza en red cúbica centrada de cuerpo (BCC). Debido a que aparece a elevadas temperaturas, tiene poca importancia en el estudio de los tratamientos térmicos y tampoco tiene aplicación siderúrgica.

Todas las transformaciones alotrópicas van acompañadas de un cambio de volumen. Este hecho se puede apreciar con la ayuda de un dilatómetro.

En la siguiente figura se representan gráficamente estas transformaciones.

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