Diagrama TTT y diagrama hierro-carbono en aceros hipoeutectoides

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Resumen

El texto recoge conceptos básicos sobre la corrosión y el comportamiento de los metales, el proceso de extracción del hierro y el diagrama hierro-carbono, con sus puntos singulares y la clasificación de aceros y fundiciones según su contenido de carbono. También explica el diagrama TTT, que relaciona tiempo, temperatura y transformación en los procesos de enfriamiento del acero, así como el temple y el revenido.

Puntos clave

  • La fatiga es la rotura de un metal por cargas y descargas discontinuas en el tiempo.
  • La mena es una mezcla de minerales de la que se extrae el metal, formada por óxidos, hidróxidos y sulfuros; la ganga son compuestos ajenos al metal, sobre todo silicatos y carbonatos.
  • El hierro es alotrópico: por debajo de 910 ºC forma Feα (cúbica centrada en el cuerpo) y por encima forma Feγ (cúbica centrada en las caras).
  • En el punto eutectoide, con 0,8 % de C y 722 ºC, se separan los aceros hipoeutectoides (0 a 0,8 % C) de los hipereutectoides (0,8 a 2 % C), y aparece la perlita.
  • Un acero con 50 % de perlita y 50 % de cementita tiene aproximadamente 1,4 % de C.
  • El diagrama TTT (tiempo, temperatura, transformación) representa los procesos de enfriamiento del acero y explica la formación de perlita gruesa y fina, bainita superior e inferior y martensita.
  • El revenido se asocia siempre al temple y su misión es dar mayor trabajabilidad a la pieza, calentándola por debajo de la temperatura de transformación.

Ponte a prueba

Fatiga. Cuando un metal rompe por una carga y descarga discontinua en el tiempo (dobla y desdobla un alambre varias veces hasta que se rompa).

¿Qué ocurre inicialmente al introducir cualquier metal en un medio electrolítico? Se conoce como medio electrolítico cualquier medio húmedo. Cuando un metal entra en contacto con el agua se produce una ionización como consecuencia de este proceso se incrementa la carga positiva y los electrones formados por la ionización elevan su carga negativa generando un campo eléctrico.

Fundamentos de una pila galvánica. Seria el paso de electrones entre dos metales con distinta electronegatividad. La pila galvánica se utiliza hoy en día para la protección de las estructuras bajo el agua donde un metal se sacrifica para la protección de otro.

Procesos de extracción del hierro.
Enumerar. Extracción del metal, eliminación de la mena y la ganga, eliminación de lo que acompaña al metal (fusión, electrólisis, tostación), afino, obtención del metal deseado

¿Qué es la mena? Es una mezcla de los metales que se encuentran en la naturaleza englobados dentro del grupo de los minerales que se han forjado tras un proceso geológico. La mena está constituida por óxidos, hidróxidos, sulfuros…

¿Qué es una ganga? Es una mezcla de minerales pero que son compuestos ajenos al metal constituida fundamentalmente por silicatos y carbonatos.

¿Cuál es el principal método para quitar el oxígeno al óxido de hierro? El principal método es el de fusión y reducción que se ayuda de carbón mineral transformado llamado COK que suministra calor al metal para que se produzca su fusión y con la ayuda de un elemento reductor (carbono)
Se obtiene una reacción donde aparece solo hierro.

¿Cuál es el principal método para eliminar el exceso de carbono en la extracción del hierro? El proceso de oxidación y fusión, que cosiste en inyectar aire o agentes a la masa de Fe para que reaccione con las impurezas que se quieren quitar.

¿Qué particularidad hace diferente al hierro a temperatura ambiente y a más de 910ºC? El hierro se caracteriza por ser un metal con la carácterística de alotropía, propiedad que cambia elementos químicos en su estructura, cuando el Fe se encuentra a menos de 910 se forma el Feα que es una estructura cúbica en la que los átomos se encuentran en las aristas y un átomo en la parte central. Es el único estable. Cuando el hierro se encuentra a más de 910º se forma el Feγ sería una estructura cúbica pero con los átomos centrados en las caras.

Ejemplos de una aleación binaria, ternaria y cuaternaria. -Binaria: bronce (cobre y estaño), latón (cobre y zinc), aluminio-cobre, aluminio-magnesio…-Ternaria: aluminio-silicio-magnesio. -Cuaternaria:
acero, hierro+carbono, cromo y níquel (acero inoxidable).

En el diagrama hierro-carbono que punto singular es el de 4.3 % C


Se produce en el punto eutéctico, que se caracteriza por tener un tanto % de carbono de 4.3 y una temperatura 1130 ºC. Este punto divide a las fusiones en: fundiciones-hipoeutécticas (del 2 al 4.3 % de C) y fundiciones hipoeutécticas (del 4.3 al 6.6 % de C).


En el diagrama hierro-carbono que punto singular es el de 0.8 de C. Aparece el punto eutéctico que se caracteriza por tener un 0.8 % de carbono y una temperatura de 722 ºC. Este punto diferencia a los aceros hipoeutectoides (del 0 al 0.8 % de C) y las hipereutectoides (del 0.8 al 2 % de C). Aparece la pulita.

Tanto % de C de un acero hipoeutectoide.  De 0-0.8 % de Csería un acero hipoeutectoide. Los  aceros del 0 al 2 % de C.

Tanto % de C de una fundición hipereutectoide. De 4.3 a 6.67 % de C sabiendo que la fundición del 2 al 6.67 % de C.

Tanto % de C de un acero que presenta el 50% de perlita y 50& de cementita. Como se encuentra en la mitaddepulitay cementita: (2+0.8)/2=1.4 % de C.

¿A que temperatura mínima podemos encontrar austenita? 723ºC pero con un 0.8 de C. A partir de los 910 aparece la austenita sin C.

¿Qué diagrama representan los procesos de enfriamiento del acero? El diagrama de las curvas de transformación de las eses o triple T que sería tiempo temperatura y transformación

Compuestos quese obtienen del acero dependiendo de la velocidad de enfriamiento. Pulitas gruesas y finas, bailita superior e inferior, metensita.

¿De que dos maneras podemos encontrar austenita a temperatura ambiente? Por medio de aleaciones, con un aleante realizando un temple muy rápido para que los cristales no le de tiempo a pasarse a martensita sino que se quedan en austenita.

¿Para que se utiliza el revenido?


Siempre va ligado al temple porque su misión es la de darle mayor trabajabilidad. Consiste en calentar la pieza por debajo de las temperaturas de optimización

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Preguntas frecuentes

¿Qué es un acero hipoeutectoide?

Es un acero con un contenido de carbono entre 0 y 0,8 %. Se diferencia de los hipereutectoides, que tienen entre 0,8 y 2 % de C, en el punto eutectoide de 0,8 % C y 722 ºC.

¿Qué diferencia hay entre mena y ganga?

La mena es la mezcla de minerales de la que se obtiene el metal, formada por óxidos, hidróxidos y sulfuros. La ganga es el conjunto de compuestos ajenos al metal, constituidos sobre todo por silicatos y carbonatos.

¿Para qué se utiliza el revenido?

El revenido siempre va ligado al temple y sirve para dar mayor trabajabilidad a la pieza. Consiste en calentar la pieza por debajo de la temperatura de transformación.

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Test

1. ¿Qué temperatura y contenido de carbono caracterizan el punto eutectoide del diagrama hierro-carbono?
2. ¿Qué estructura cristalina tiene el Feα del hierro?
3. ¿Qué tipo de acero corresponde a un contenido de carbono entre 0 y 0,8 %?
4. ¿Qué diagrama representa los procesos de enfriamiento del acero?
5. ¿Cuál es el contenido aproximado de carbono de un acero con 50 % de perlita y 50 % de cementita?
6. ¿Cuál es el principal método para eliminar el exceso de carbono en la extracción del hierro?

Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.