a)Según el diagrama de fases hierro-carbono, la clasificación entre aceros y fundiciones se establece en un contenido de carbono del 2,0%. Las aleaciones con menos del 2,0% de carbono se consideran aceros, mientras que aquellas con un contenido de carbono superior al 2,0% se consideran fundiciones.Justificación:- Una aleación con un 0,7% de carbono es un acero, ya que su contenido de carbono (0,7%) es inferior al 2,0%.- Una aleación con un 5,0% de carbono es una fundición, ya que su contenido de carbono (5,0%) es superior al 2,0%.
b)Datos
C_{\text{eutéctica}} = 4,3\%\ \text{C (según diagrama)}
Fórmulas
CFe=100%−CC Sustitución
CFe=100%−4,3%=95,7% Resultado La proporción de carbono de la aleación de composición eutéctica es del 4,3%, y la proporción de hierro es del 95,7%.Al producirse la solidificación del líquido con composición eutéctica (aproximadamente 1.100∘C), se formarán las fases Austenite (γ) y Cementita (Fe3C), las cuales, al solidificar de forma simultánea, constituyen el microconstituyente conocido como ledeburita.
c)Describimos el proceso de enfriamiento de una aleación con un 1,0% de carbono desde los 1.600∘C hasta la temperatura ambiente, siguiendo la línea de 1,0% de carbono en el diagrama:- Desde 1.600∘C hasta aproximadamente 1.470∘C: La aleación se encuentra en estado completamente líquido (L).- Desde aproximadamente 1.470∘C hasta aproximadamente 1.300∘C: La aleación atraviesa la región bifásica de líquido (L) y Austenite (γ). A medida que desciende la temperatura, se solidifica progresivamente la Austenite (γ) a partir del líquido.- Desde aproximadamente 1.300∘C hasta 720∘C: La aleación se encuentra completamente en fase de Austenite (γ) sólida.- A 720∘C (temperatura eutectoide): Dado que la aleación tiene un 1,0% de carbono, es un acero hipereutectoide (C > 0,9% eutectoide). La Austenite (γ) comienza a transformarse, precipitando Cementita proeutectoide (Fe3C) en los bordes de grano de la Austenite. La Austenite remanente, cuya composición se empobrece hasta el 0,9% de carbono, experimenta la transformación eutectoide, formando el microconstituyente Perlita (α+Fe3C). - Desde 720∘C hasta temperatura ambiente: La microestructura final estará compuesta por Cementita proeutectoide (Fe3C) y Perlita (láminas alternas de Ferrita (α) y Cementita (Fe3C)).
d)Datos
C0=0,5% C (composicioˊn de la aleacioˊn) Cα=0% C (solubilidad de carbono en Ferrita a temperatura ambiente) CPerlita=0,9% C (composicioˊn eutectoide, la Perlita tiene esta composicioˊn) Fórmulas (Regla de la Palanca a temperatura ambiente para aceros hipoeutectoides)
Fraccioˊn de Ferrita proeutectoide (%αproeutectoide)=CPerlita−CαCPerlita−C0×100 Fraccioˊn de Perlita (%Perlita)=CPerlita−CαC0−Cα×100 Sustitución
Fraccioˊn de Ferrita proeutectoide =0,9−00,9−0,5×100=0,90,4×100 Fraccioˊn de Perlita =0,9−00,5−0×100=0,90,5×100 Resultado
Fraccioˊn de Ferrita proeutectoide ≈44,44% de Ferrita (α) Fraccioˊn de Perlita ≈55,56% de Perlita (α+Fe3C%)