Microconstituyentes de los Aceros: Propiedades y Características Técnicas

Microconstituyentes de los Aceros

Ferrita (α)

Tiene muy poca solubilidad, ya que apenas disuelve carbono (la máxima solubilidad es 0,02 % C). Cristaliza en red CCB (cúbica centrada en el cuerpo). Es el constituyente más blando y dúctil de los aceros y posee propiedades magnéticas. Se utiliza en la fabricación de imanes permanentes y transformadores.

Cementita (Fe₃C)

Contiene un 6,67 % de carbono. Su estructura cristalina es muy compleja, ortorrómbica, con 12 átomos de hierro y 4 átomos de carbono por celda. Es el constituyente más duro y frágil de los aceros; tiene muy poca resiliencia, por lo que no es apto para procesos de laminado o forja. Es magnético hasta los 210 ºC.

• Primaria: cuando se forma desde la fase líquida.
• Secundaria: si procede de la austenita durante el enfriamiento lento.
• Terciaria: si se desprende de la ferrita al enfriarse por debajo de 910 ºC.

Perlita (α + Fe₃C)

Es la mezcla eutectoide de ferrita y cementita (86,5 % de ferrita y 13,5 % de cementita). Presenta propiedades mecánicas intermedias. A 723 ºC, la solución sólida austenita origina, durante el enfriamiento, dos nuevas fases sólidas; a este fenómeno se le denomina reacción eutectoide.

Austenita (γ)

Es una solución sólida de inserción de carbono en Fe γ, con un porcentaje máximo de carbono del 2,11 %. Cristaliza en la red CCF (cúbica centrada en las caras) y se forma a temperaturas superiores a 723 ºC. Es blanda, dúctil, resistente, tenaz, no magnética y muy densa. La austenita no es estable a temperatura ambiente; por ello, la mayoría de las operaciones de forja y laminado de aceros se efectúa a aproximadamente 1100 ºC, cuando la fase austenítica es estable.

Ledeburita (γ + Fe₃C)

Es la mezcla eutéctica de austenita y cementita (52 % de austenita y 48 % de cementita). Se presenta con un porcentaje de carbono del 4,3 % y es un constituyente característico de las fundiciones. A 1130 ºC, la aleación líquida solidifica formando un sólido con dos fases (reacción eutéctica). Es estable hasta los 723 ºC, temperatura a partir de la cual se descompone en ferrita y cementita.

Martensita

Se obtiene mediante el enfriamiento rápido de la austenita. A velocidades de enfriamiento bajas o moderadas, los átomos de carbono pueden difundirse hacia afuera de la estructura austenítica; sin embargo, en el enfriamiento rápido, los átomos de hierro se mueven ligeramente y se produce una transformación de Fe γ en Fe α. Es una solución sólida sobresaturada de carbono en Fe α y constituye el elemento principal de los aceros templados. Tras la cementita, es el constituyente más duro de los aceros. La martensita se presenta en forma de agujas y cristaliza en la red tetragonal.