elementos estructurales del vehículo
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Profesor: César Malo Roldán
Elementos Estructurales del Vehículo
Aleaciones Hierro - Carbono
Profesor: César Malo Roldán
El hierro. Características.• Hierro puro según norma: <0.008 C• Funde a 1540 ºC• Cambia la estructura de cristalización según
enfriamiento o calentamiento: Alotrópicos• Con sus cambios alotrópicos van cambios en
la propiedades del hierro.– Magnetismo o No magnetismo
• Propiedades y características– Blanco azulado– Dúctil y maleable– Conductor de electricidad y calor
Profesor: César Malo Roldán
El hierro. Formas Alotrópicas (Alfa)
• Hierro α: – Red cúbica centrada.– Existe como forma
alotrópica hasta los 910 ºC (β) si bien cambia sus propiedades.
– Hasta los 768ºC es magnético.
– Desde 768 a 910ºC no es magnético. Hierro β
– Poca capacidad de disolución del carbono. (máx. 0,02% a 768ºC)
Profesor: César Malo Roldán
El hierro. Formas Alotrópicas (Gamma)
• Hierro γ: – Red cúbica centrada en
las caras.– Entre 910 y 1400 ºC– Más denso y dilatable
que el hierro β.– No es magnético– Mucha capacidad de
disolución del carbono. (hasta 2% a 1130ºC)
Profesor: César Malo Roldán
El hierro. Formas Alotrópicas (Delta)
• Hierro δ: – Red cúbica centrada.– Entre 1400 y 1539ºC
(temperatura de fusión) Más denso y dilatable que el hierro γ.
– Débilmente magnético– Poca capacidad de
disolución del carbono. (hasta 0.1% a 1492ºC)
Profesor: César Malo Roldán
El hierro. Formas Alotrópicas (Resumen)
Profesor: César Malo Roldán
Aleaciones Hierro-Carbono. DEFINICIÓN
• Se definen como – las sustancias que se obtienen por fusión del
hierro, carbono y otros elementos como azufre, fósforo, oxígeno y nitrógeno que entran a formar parte de la aleación con carácter de impureza.
• El carbono puede encontrarse en la aleación de tres formas:– Disuelto en Fe α y Fe β formando soluciones sólidas por
inserción.– Combinado, formando con el hierro un compuesto
intermetálico Fe3C (cementita)– Libre, formando láminas o nódulos.
• En aleaciones:– a MAYOR contenido de carbono son más DURAS Y
FRAGILES.– a MENOR contenido de carbono son más DUCTILES Y
ELASTICAS.
Profesor: César Malo Roldán
Aleaciones Hierro-Carbono. ACEROS
• Se definen como – las aleaciones de hierro y carbono
donde el contenido en carbono es inferior al 2%.
• Tipos:– Aceros hipoeutectoides, si el contenido
en carbono es inferior al 0.8%– Aceros eutectoides, si el contenido es de
0,8% de carbono– Aceros hipereutectoides, si el contenido
en carbono esta comprendido entre el 0,8 y el 2%
Profesor: César Malo Roldán
Aleaciones Hierro-Carbono.FUNDICIONES
• Se definen como – las aleaciones de hierro y carbono
siendo el contenido en carbono mayor del 2% y menor del 7%.
• Tipos:– Fundiciones hipoeutécticas, si el
contenido en carbono esta comprendido entre el 2% y el 4%
– Fundiciones eutécticas, si el contenido es de 4,3% de carbono
– Fundiciones hipereutécticas, si el contenido en carbono es mayor del 4.3 %
Profesor: César Malo Roldán
Aleaciones en diagrama Hierro-Carbono
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asAcero eutectoide
Fundición eutéctica
Profesor: César Malo Roldán
Diagrama Hierro-Carbono
LIQUIDO
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EN
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RR
O
Profesor: César Malo Roldán
Componentes EstructuralesAceros y Fundiciones
• Ferrita (α o β):– Solución sólida por
inserción de C en Fe α y Fe β.
– Solubilidad 0.008% de Carbono a temperatura ambiente.
– Constituyente más blando, maleable y magnético.
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Profesor: César Malo Roldán
Profesor: César Malo Roldán
Ferrita
Profesor: César Malo Roldán
Componentes EstructuralesAceros y Fundiciones
• Cementita:– Es un compuesto
químico: Carburo de hierro (Fe3C ).
– Contenido en carbono de 6.67%
– Es el constituyente más duro y frágil de los aceros.
– Magnético hasta los 210ºC que pierde esta propiedad.
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Profesor: César Malo Roldán
Acero hipereutectoide: perlita + CEMENTITA reticular
CEMENTITA
Profesor: César Malo Roldán
CEMENTITA
Profesor: César Malo Roldán
Componentes EstructuralesAceros y Fundiciones
• Perlita:– Mezcla eutectoide formada
por ferrita y cementita y contenido de 0.8% de Carbono.
– Esta formada por láminas alternativas de ferrita (86.5%) y cementita (13.5%). De estructura muy fina (huellas dactilares) .
– Más dura y resistente que la ferrita, pero más blanda y maleable que la cementita.
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Acero eutectoide: PERLITA
Profesor: César Malo Roldán
PERLITA
(eutectoide)
Profesor: César Malo Roldán
Componentes EstructuralesAceros y Fundiciones
• Austenita:– Solución sólida por inserción
de carbono en Fe γ (0 a 1.7% de Carbono).
– Solo es estable a elevadas temperaturas desdoblándose a temperaturas inferiores en ferrita y cementita .
– Es el componente más denso.– No es magnética.– Gran plasticidad y fácil trabajo
(forja, estampación,...)
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Profesor: César Malo Roldán
AUSTENITA
Profesor: César Malo Roldán
AUSTENITA
Profesor: César Malo Roldán
Componentes EstructuralesAceros y Fundiciones
• Ledeburita:– Formada por una mezcla
eutéctica de austenita 34.5% y cementita 64.5% y contiene un 4.3% de carbono.
– Punto de fusión más bajo 1145ºC.
– Gran fluidez y poca importancia sus propiedades mecánicas.
– En fundiciones ordinarias no aparece a temperatura ambiente ya que se descompone en perlita y cementita
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Profesor: César Malo Roldán
LEDEBURITA: austenita y cementita
Profesor: César Malo Roldán
LEDEBURITA
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Otros constituyentes• Carburos:
– Compuestos muy duros formados por la combinación de azufre y manganeso con carbono.
– Conservan la dureza al acero a elevadas temperaturas.
• Inclusiones no metálicas:– Elementos extraños que aparecen en los aceros,
disminuyendo las características y propiedades mecánicas de los aceros
• Sulfuro de manganeso: es dúctil pudiéndose deformar por forja. Es el menos perjudicial.
• Óxidos y silicatos: son inclusiones muy peligrosas y muy frágiles, ya que en forja o laminación forman grietas en los aceros que los tienen.
Profesor: César Malo Roldán
Transformación por enfriamiento lento en los aceros.
HIPOEUTECTOIDES
Profesor: César Malo Roldán
Transformación por enfriamiento lento en los aceros.
HIPOEUTECTOIDES - Resumen
• Puntos 2 y 3: una sola fase sólida formada por Austenita.
• Punto 3: transformación de la Austenita en Ferrita por los bordes de grano.
• Puntos 3 y 4: dos soluciones sólidas ferrita y austenita.– Al disminuir la temperatura, aumentan los
granos de ferrita y disminuyen los de austenita.
– La ferrita puede disolver menos carbono que la austenita, y por ello en los granos de austenita aumentan el porcentaje de carbono hasta el punto 4
• Punto 4: estructura final formado por granos de ferrita rodeados de perlita.
Profesor: César Malo Roldán
Transformación por enfriamiento lento en los aceros.
HIPOEUTECTOIDES - ResumenFerrita (color claro)
Perlita (color oscuro)
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Transformación por enfriamiento lento en los aceros.
EUTECTOIDE
Profesor: César Malo Roldán
Transformación por enfriamiento lento en los aceros.
EUTECTOIDES - Resumen
• Puntos 2 y 3: una sola fase sólida formada por Austenita.
• Punto 3: transformación de toda la Austenita en Perlita.
• Punto 4: estructura final formado solo por perlita.
Profesor: César Malo Roldán
Transformación por enfriamiento lento en los aceros.
EUTECTOIDES - Resumen
Perlita
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Transformación por enfriamiento lento en los aceros.
HIPEREUTECTOIDE
Profesor: César Malo Roldán
Transformación por enfriamiento lento en los aceros.
HIPEREUTECTOIDES - Resumen
• Puntos 2 y 3: una sola fase sólida formada por Austenita.
• Punto 3: transformación de toda la Austenita en Cementita en los granos de borde de la austenita.
• Puntos 3 y 4: Austenita y cementita. A medida que baja la temperatura aumentan los granos de cementita y disminuyen los de austenita
• Punto 4: estructura final formado solo perlita rodeados de cementita.
Profesor: César Malo Roldán
Transformación por enfriamiento lento en los aceros.
HIPEREUTECTOIDES - Resumen
CEM
ENTI
TA
Profesor: César Malo Roldán
Transformación por enfriamiento lento
en las fundiciones.• Fundición blanca:
Cuando el carbono se encuentra en forma de cementita.
• Fundición gris: Cuando el carbono se encuentra en forma de grafito laminar o esferoidal
Profesor: César Malo Roldán
Transformación por enfriamiento lento
en las fundiciones. Resumen
Profesor: César Malo Roldán
Transformación por enfriamiento lento
en las fundiciones. HIPOEUTÉCTICAS
• Fundición hipoeutectoide formada por granos de cementita, perlita y rodeadas de ledeburita.
Punto 2: la fase líquida residual se transforma en ledeburita (constituyente eutéctico de las fundiciones)
Punto 2 a 3: la austenita va segregando cementita proeutéctica.
Punto 3: la restante austenita se transforma en perlita
Profesor: César Malo Roldán
Transformación por enfriamiento lento
en las fundiciones. EUTÉCTiCAS
• Fundición eutectoide formada por cementita y perlita.
Punto 1: transformación de la fase líquida en la fase sólida de la ledeburita.
Punto 1 a 2: la austenita que está presente en la ledeburita segrega cementita y el resto en perlita
Profesor: César Malo Roldán
Transformación por enfriamiento lento
en las fundiciones. HIPEREUTÉCTiCAS
• Fundición hipereutectoide es una mezcla de perlita y cementita.
Punto 1: empieza a formarse granos de cementita
Punto 2: se transforma el resto de la fase líquida en ledeburita, que es el eutéctico.
Punto 2 a 3: la austenita que está presente en la ledeburita segrega cristales de cementita.
Punto 3: el resto de la austenita se transforma en perlita.
Profesor: César Malo Roldán
Este tema ha finalizado. En el tema siguiente trataremos los
tratamientos térmicos del acero.... Pero ahora, un poco de
música
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