Diagramas de Fases

Mec 313 Ciencia de Materiales

Dr. Ing. M. Oscar Villegas I.

Diagramas de fasesAleacin: Es una mezcla de un metal con otros metales o no metales.

Componentes: Son los elementos que forman la aleacin

Aleacin binaria: Est formada por 2 componentes

Composicin: Describe cuantitativamente la aleacin, en % en peso en % atmico.

Fabricacin: Una aleacin se fabrica fundiendo la mezcla. Se necesita un horno, el horno de fundicin.

Fase lquida: Es la aleacin fundida. Tiene composicin homognea. Existe una sola fase lquida.

Fase slida: Es la aleacin colada, solidificada en un molde de cierta forma en un lingote. Tiene composicin hetergenea.

Fases slidas: Dentro de la aleacin slida pueden coexistir ms de una fase slida.

Una aleacin como sistema termodinmico

Horno a quemador para fundir aleaciones

Por fusin, moldeado y colada se obtienen piezas coladas de gran uso en la tecnologa.

Preparacin de un molde Colada

LingotesDiversas piezas coladas

Cuando una aleacin solidifica produce una microestructura complicada.

La microestructura es el arreglo de granos y fases slidas presentes.

La microestructura solo se puede conocer mediante la preparacin de una probeta, Metalografa y la observacin al microscopio ptico, Microscopa.

Conocer la microestructura es muy importante para conocer las propiedades de la aleacin.

Paradigma de los materiales

Corte transversal. Superficie pulida y atacada con un reactivo. Observacin macroscpica de un lingote.

Cuando se enfra una aleacin puede formarse una sola fase slida, 2 fases slidas, y hasta 3 fases slidas.

Cuando se enfra un metal puro, forma una sola fase slida.

Las fases slidas se observan con el microscopio y muestran un color diferente con el reactivo empleado.

Fase: Es una porcin de materia que posee 2 atributos:

Composicin (C): Constante o variable enforma continua, y

Estado de agregacin: Estructuracristalina, constante o variable en forma continua (vara el parmetro de red).

Se presentan 2 fases si la composicin o el estado de agregacin presentan una variacin brusca.

Interfase: Es la superficie que separa 2 fases.

Mo puro, 200X:Estructura monofsica

Aleacin Al Cu:Estructura bifsica

La METALOGRAFA es la preparacin de una superficie, pulida y atacada, para observar la microestructura con un microscopio.

Regla de las Fases de Gibbs

V = C F + 2

V = Grados de libertad (Varianza)

C = Nmero de Componentes del sistema

F = Nmero de Fases en equilibrio

T y P son variables del sistema.Equilibrio Lquido / Gas.

V = C F + 1 T es una variable.Equilibrio Slido / Lquido.

Especifica las variables independientes que tiene un sistema manteniendo un determinado nmero de fases en equilibrio.

H2O

Agua + hielo

Solucin Slida , Compuesto

intermetlico Fe3C

componentes

Agua Lquido

H2O Lquido y Slido

Fe C

Acero

FasesSistema

Ejemplos de Componentes y Fases:

1 2

2

Tres fases en equilibrio:Agua, hielo, vapor.

V = C F + 2 = 1 - 3 + 2 = 0

Una fase en equilibrio.

V = C F + 1 = 2 - 1 + 1 = 2

Una fase en equilibrio.

Solubilidad ilimitada.

Solubilidad limitada.

V = C F + 1 = 2 - 2 + 1 = 1

V = C F + 1 = 2 - 2 + 1 = 1

Solubilidad cero

Es un diagrama binario (2 componentes) que en el plano Temperatura Composicin, muestra las fases presentes, suscomposiciones, y sus cantidades relativas,en condiciones de equilibrio.

Diagramade Fases

Si el sistema tiene 3 componentes, el diagrama de fases se denominaDiagrama Ternario, y se lo representa en el espacio:

Es una maqueta.En el plano queda la composicin (2

independientes y una dependiente); fuera del plano queda la Temperatura.

Tipos de Diagramas de Fases:

El estudio se facilita si los D de F se los agrupa en los siguientes tipos:

Sistema isomorfo, solubilidad total. Sistema eutctico. Sistema peritctico. Sistema monotctico. Sistema sintctico.

TC

A 20 40 60 80 B %B, peso

TA

TB

Curva de lquidus

Curva de slidus

LL+

Sistema isomorfo, solubilidad total.Muestra una sola fase slida.

Isoterma de equilibrio

Lquido con 40%B Slido alfa con 95%BEn equilibrio con

Temperatura de fusin de A.

Temperatura de fusin de B

Sistema isomorfo, solubilidad total.Muestra una sola fase slida.

Una tcnica para determinar los diagramas de fase es analizar las curvas de enfriamiento de:

-El metal A puro.

-El metal B puro.

-Una aleacin A 50%B.

-Una aleacin A 25%B.

-Una aleacin A 75%B

Los puntos de inicio y fin de la solidificacin forman parte del diagrama de fases.

Curva de enfriamiento de un elemento puro en funcin del tiempo

T

e

m

p

e

r

a

t

u

r

a

Tiempo

Lquido

Lquido y slido

Slido

Cuando comienza a solidificar la temperatura se mantiene constante.

V = C F + 1= 1 2 + 1= 0

Tiempo

Lquido

Lquido y slido

Slido

T

e

m

p

e

r

a

t

u

r

a

El lquido y el slido coexisten en un rango de temperatura.

Curva de enfriamiento para una aleacin binaria y una dada composicin.

V = C F + 1= 2 2 + 1= 1

Curvas de enfriamiento para una aleacin binaria para diferentes composiciones. El componente puro A tiene menor temperatura de fusin que el componente B puro.

Elemento A puro curva tiene una isoterma

Elemento B puro curva tiene una isoterma

Ag Estructura FCCTemp fusin= 960CR = 1.65

Ejemplo: El diagrama Ag Au es isomorfo.

La Ag y el Au se disuelven totalmente uno en el otro.

Au Estructura FCCTemp fusin= 1064CR = 1.74

Observemos como son las curvas de enfriamiento:

Temperatura = F (Tiempo).

960C

1064C

Ag (pura)

Au (puro)

tiempo

Temp

Temp. constante

960C

1064C

Ag (pura)

Au (puro)

Ag 25% AuAg 75%Au

Temp

tiempo

Ag 50% Au

Ag 50 Au

Los metales puros solidifican a una sola temperatura

Excepto casos especiales, las aleaciones solidifican en un rango de temperaturas.

V = C F + 1 = 1 2 + 1 = 0

V = C F + 1 = 2 2 + 1 = 1

Solidificacin de una aleacin de composicin Co :Enfriamiento lento:A la temperatura Tocomienza a solidificar.Produce un slido de comp. C

C

A la temperatura T2 termina de solidificar. El slido tiene composicin Co.Esta aleacin tiene un rango de temperatura de solidificacin: (To T2).

Para la temperatura T, la aleacin cuya composicin es Co, muestra 2 fases en equilibrio: L + .

A la temperatura Tocomienza a solidificar.

A la temperatura T2 termina de solidificar.

Esta aleacin tiene un rango de temperatura de solidificacin: (To T2).

Para la temperatura T, la aleacin cuya composicin es Co, muestra 2 fases en equilibrio: + L.

Solidificacin de una aleacin de composicin Co :

Equilibrio en un campo de 2 fases: Aleacin Co a la temperatura T:

X representa a la aleacin de composicin Co a la temperatura T.

Existen 2 fases: L y .

El punto L representa al lquido.

El punto A representa al slido .

El lquido tiene composicin CL.

El slido tiene composicin C.

CL est en equilibrio con C

Las isotermas son lneas de equilibrio.

Aleacin Co a la temperatura T:

Cantidades relativas de las fases presentes en un campo de 2 fases: REGLA DE LA PALANCA

AL = Palanca = + L

= 100% de las fases.

X = Punto de apoyo palanca

XL = Cantidad relativa de = %.

XA = Cantidad relativa de L = %L.

100*100*%

=

=

L

Lo

CCCC

ALXL

Diagrama isomorfo:Cupronquel

Cualquier punto X, T, representa unaaleacin de composicin X a la temperatura T, en equilibrio.

El diagrama de fases responde a lassiguientes preguntas:

Para cualquier punto (x,T):1. Cuantas fases estn presentes?2. Cual es la composicin de c/fase? 3. Cuales son las cantidades relativas

de las fases presentes?

Sesin 2

Punto B: 35 % Ni, T = 1240C

1: Fases presentes?

+ L

2: Composiciones?

3: Cantidades Relativas ?

S/los extremos de la isoterma.

S/ la Regla de la Palanca.

CL= 31.5 % Ni C= 42.5 % Ni

En el punto B, existen 2 fases: alfa y lquido.

L

= 27%, L = 73%

Ej. Demostrar la regla de la palanca:

)()( 00 CCfCCf LL =

1=+ ffL

fL: Un peso en el punto lquidus

La isoterma de equilibrio = Una palanca

Composicin C0 = Punto de apoyo

f: Un peso en el punto slidus

La palanca est balanceada si:

PalancaopuestoBrazo

CCCCf

LL =

= 0100*%

100*%

=

=

LALXLAXAL

La Regla de la Palanca representa un balance de masa

f + fL = 1

Masa de Ni en la aleacin = W C0/100

Masa de Ni en = fWC/100

Masa de Ni en L = fL WCL/100

C f + CL fL = C0

Masa de la aleacin = W

Masa de en la aleacin = fW

Masa de L en la aleacin = fLW

Masa de Ni en la aleacin = Masa de Ni en + Masa de Ni en L

PalancaopuestoBrazo

CCCCf

LL =

= 0

Anlisis de fasesdurante el enfriamiento lento (solidificacin):

Co = 35%Ni

727.01

273.0113

32433235

====

=

ff

f

L

Cantidades relativas:

1295C: L = 100%

1255C: = 1%, L = 99%

1240C: = 27%, L = 73%

1216C: = 99%, L = 1%

1190C: = 100%

Los diagramas de fase se pueden construir a partir de las curvasde enfriamiento. Se verifica la Regla de Gibbs.

Metal puro:

V = 1 2 + 1 = 0

Aleacin de composicin C:

V = 2 2 + 1 = 1

Te

m

p

A B

m n o

CL = 32%BC = 8 %B

50% B0% B 100% B

Co = 22%B

L

%58

%42100*)8322232(

==

=L

+ L

L = 100%

= 100%

Primer cristal solidificado

Borde de grano. ltimo lquido solidificado

C1C2

T

e

m

p

C1 C2 C3 C4 C5

Liquidus

SolidusC3C4

C5

L1 L2 L3 L4 L5

REGLAS DE HUME-ROTHERYPara obtener una solucin slida total

Las reglas de Hume-Rothery representan las condiciones que deben cumplir las soluciones slidas metlicas para que tenga lugar la miscibilidad total entre 2 componentes.

1. La diferencia entre los radios atmicos debeser menor al 15%.

2. La electronegatividad debe ser similar.3. Los dos metales deben poseer la misma

estructura cristalina.

Si no se cumple una o ms de las reglas de Hume-Rothery, slo es posible obtener solubilidad parcial.

Ejemplos: Extensin en que se formarn SSS:

Metal base cobre

Cu - Ni Cu - Zn Cu - Al

Dif. de radios 0.1278 0.1246 0.1278 0.1332 0.1278 - 0.1431

R = 2.3% 3.7% 10.4% Electronegativ 1.9 1.8 1.9 1.6 1.9 1.5

Estr. Cristalina FCC FCC FCC HCP FCC FCC

Max. Sol. En Cu: 100% 39% 10%

Cuando la solubilidad es limitada apareceuna segunda fase.

Segunda fase:--Diferente composicin--Diferente estructura cristalina

Solubilidad limitada Solubilidad muy limitada

Cuando la solubilidad es limitada aparece una segunda fase, que puede ser otra solucin slida, puede formarse un compuesto de frmula definida, llamado compuesto intermetlico.

De esta manera se originan dos diagramas de fase de solubilidad limitada muy conocidos:

El diagrama eutctico. El diagrama peritctico.

Sistema eutcticoEs un diagrama de fases que contiene un punto eutctico.

El punto eutctico E est definido por una composicin particular llamada composicin eutctica CE, tal que, durante el enfriamiento, a la temperatura eutctica se presenta la siguiente transformacin de fase: +

ECLPara T = TE:

Eutctico = aleacin de mnima temperatura de fusin. Una aleacin de composicin eutctica solidifica como un metal puro, a T = constante:

V = C F + 1= 2 3 + 1 = 0.

Pero a diferencia de un metal puro, se producen 2 fases slidas, simultneamente.

Diagrama de fases Pb Sn: Diagrama eutctico.E = punto eutctico, CE = Composicin eutctica.TE = temperatura eutctica

: Solucin slida sustitucional de Sn en Pb, FCC.: Solucin slida sustitucional de Pb en Sn, BCT.

Pb: FCC Sn: BCT

tomo de Sntomo de Pb

El microconstituyente eutctico. Un lquido de composicin eutctica, al enfriarse solidifica a T = TE; y produce 2 fases slidas al mismo tiempo, las cuales aparecen en general como laminillas alternadas, en diferentes orientaciones, definiendo un todo llamado microconstituyente eutctico o colonia de eutctico.

Curva de enfriamiento de una aleacin eutctica (CE).Muestra como cambia la temperatura con el tiempo mientras se van formando las fases.

I II III

I: V = 2 1 + 1 = 2, II: V = 2 3 + 1 = 0, III: V = 2 2 + 1 = 1

Se obtiene una solucin slida monofsica

Enfriamiento de una aleacin Pb Sn de composicin 0.2%Sn

Enfriamiento muy lento de una aleacin Pb 10%Sn.

Se obtiene una SS alfa con precipitados de fase beta.

Solidificacin de una aleacin eutctica, Pb 61.9%Sn

L +

375 X

Solidificacin de una aleacin hipoeutctica, Pb 30%Sn

Cristalesde alfa proeutctico

p + L

p + L + Ep + L + ( + )

p + Ep + ( + )

TC Fases %Sn Cantidades Relativas %

300 L 30 100270 L 30 99

16 1

250 L 40 16

184 L 61.9 19.2

183 L 61.9 19.2 97.5

182 19.2 97.5

%42100*16403040 =

=%58100*

16401630 =

=L

%25100*2.199.61

2.1930 =

=L %75100*2.199.61

309.61 =

=

+EC

L

%86100*2.195.97

305.97 =

= %14100*

2.195.972.1930 =

=

EPT +=%117586 === PTE

E = E + = 11 + 14 = 25%P = 75%

Curva de enfriamiento, aleacin hipoeutcticaPb 30%Sn

Ejemplo de aleacin eutcticade muy bajo punto de fusin:

Bi 50.0 %Pb 25.0 %Cd 12.5 %Sn 12.5 %

Temperatura de fusin: 70C

Uso: Fusible anti incendios

Costo: 181 Sus.- = 100 g

Sistema Peritctico: Es un diagrama de fases muy frecuente; pero que en la prctica no puede llevarse a cabo por una imposibilidad de contacto fsico. Punto peritctico: Definido por una composicin peritctica Cp y una temperatura peritctica Tp.Reaccin peritctica: Ocurre para Cp y Tp:

Como la fase beta se produce en la interfase L / , una vez que aparece una cscara de beta, alfa ya no estar en contacto con el lquido. La reaccin cesa y la transformacin no puede llegar a completarse. Como estructura final quedarn cristales de alfa y de beta, aunque el diagrama diga que solo debe quedar beta.

+L

Desarrollo de una transformacin peritctica

Microestructuraresultante

Diagrama Cu Sn.

Muestra puntos peritcticos y eutcticos.

El acero y las FundicionesEl acero es el material estructural por excelencia.

Existen muchos tipos de aceros; todos nacen de la aleacin entre el hierro y el carbono.

El acero es una aleacin Fe C, donde 0.1 < %C < 2

El hierro (metal) es muy diferente al C (no metal), en radio atmico, estructura cristalina y electronegatividad.

Por ello, el Diagrama de Fases Fe Fe3C, es un diagrama complejo.

En funcin de T, se presentan, 1, 2 y hasta 3 fases en equilibrio.

Aleaciones Fe C, con 2 < %C < 4 se llaman fundiciones.

COMO SE FABRICA EL ACEROLa Industria Siderrgica

Carbn

Mineral de Hierro

Fundentes AltoHorno

Coque

Sinter

Gases

Escoria

Arrabio

Convertidor

Ajuste de la composicinDesulfuracinDesgasificacinCalentamiento

Metalurgia Secundaria

Esquema del proceso siderrgico.

Colada Continua

Colada y moldeo

Procesamientos del acero: Produccin de formas acabadas: El acero es un producto de trabajado mecnico. Una vez solidificado se lamina en caliente para producir diversas formas, lo que asegura una composicin y microestructurauniforme, con propiedades homogneas y confiables.

DIAGRAMA DE FASESFe Fe3C

1538C

1400C

910C

767C

Fe lquido

Fe (Cbico de cuerpo centrado, BCC)

Fe (Cbico de caras centradas, FCC). No Magntico

Fe (Cbico de cuerpo centrado, BCC). No Magntico

Fe : Magntico

El Fe puro tiene pocas aplicaciones industriales.Su inters industrial radica en la posibilidad de alearse con el carbono dando lugar al ACERO.

TRANSFORMACIONES ALOTRPICAS DEL HIERRO PURO

Temperatura de Curie:

Enfriamiento del hierro puro fundido: Fases que se presentan:

Austenita: Fe , FCC: En aceros Fe C, estable solo a temperaturas elevadas. En aceros aleados, ej.18% Cr, 8% Ni, estable atemperatura ambiente, acero inoxidable austentico.Disuelve carbono hasta un 2% a 1129C.Dctil, resistente al desgaste, no es magntica y es el constituyente ms denso del acero.

Ferrita: Fe , BCC:A temperatura ambiente slo disuelve un 0,008%C y0,022%C a 723C.Blanda y maleable.

Cementita: Fe3C (red ortormbica): Contiene un 6,67% en peso de carbono. Es frgil y dura.Tiende a descomponerse segn la reaccin: Fe3C 3Fe + Cgrafito

FASES SLIDAS EN LOS ACEROS: En equilibrio:

Perlita = + Fe3C = eutectoide (ferrita + cementita): Propiedades intermedias entre la ferrita y cementita: Ms dura y resistente que la ferrita pero ms blanda y maleable que la cementita.

Ledeburita = + Fe3C = eutctico de (austenita y cementita):Slo aparece en fundiciones. Es un eutctico.

Martensita o solucin sobresaturada de C en Fe:Muy dura y es magntica.Se obtiene templando en agua un acero austenizado de medio y alto C.

MICROCONSTITUYENTES (2 FASES) EN LOS ACEROS YFUNDICIONES, en equilibrio:

FASES EN LOS ACEROS: Fuera de equilibrio:

ESTRUCTURA CRISTALINA DE LAS FASES DE ALTA Y BAJA TEMPERATURA EN EL HIERRO

Los intersticios, tetradricos y octadricos, sirven para alojar al tomo de C, cuando se forma el acero.

INTERSTICIOS EN LA AUSTENITA, FCC

INTERSTICIOS EN LA FERRITA, BCC

FerritaTamao de grano chico

AustenitaTamao de grano grande

Microestructuras de las fases de alta y baja temperatura (austenita y ferrita).

El tomo de C se disuelve mejor en la austenita(hasta un 2% a alta temperatura) que en la ferrita(mximo 0.022% a 723C).

En ambos, se forman SOLUCIONES SLIDASINTERSTICIALES, de C en hierro.

El proceso de solubilizar el C en la austenita se llama AUSTENIZAR el acero; y es el primer pasopara tratar trmicamente un acero.

Con tan baja solubilidad del C en la ferrita, el restodel C se combina con el hierro y forma laCEMENTITA, Fe3C.

Cuando el acero austenizado se enfra lentamente,primero se forma la FERRITA (proeutecoide);luego, se forma el eutectoide, una mezla de ferritay cementita, llamada PERLITA.

Estudio del enfriamiento lento de un acero austenizado

Acero eutectoide

Contiene 0.8%C. Es un acero de alto C. Al enfriarse lentamente desde fase austenita produce el microconstituyente, mezcla de 2 fases, ferrita y cementita, llamado perlita.

Austenita

Perlita

CFeCo

3723 +

0.8 0.02 6.67enf

enfriado lentamente

Un acero eutectoide ..

produce

Reaccin eutectoide

CFeCo

3725 +

0.8 0.02 6.67enf

Perlita

En un acero eutectoide, la austenita produce perlita

MX = Porcentaje de cementita

XN = Porcentaje de ferrita

MN = Perlita = 100%

%7.11100*02.067.6

02.08.0100*3 =

=

=MNMXCFe

%3.88100*02.067.68.067.6100* =

=

=MNXN

Clculo del % de los componentes de la perlita:

Este clculo es una aplicacin de la regla de la palanca.

Enfriamiento lento, acero hipoeutectoide: Co = 0.25%

870C: Austenita, 100%

825C: Ferrita proeutectoide (1%)

Austenita (99%)

724C: Ferrita proeutectoide (70.5%)Austenita (29.5%)

723C: EquilibrioCFe3+

722C: Ferritaproeutectoide (70.5%)Perlita (29.5%)

Clculos

TC Fases Comp. %C

Cantidad Relativa (%) Microestructura

870 0.25 100 Austenita825

p

0.250.01

991

Total: 100

AustenitaFerrita primaria

724 p

0.80.02

29.5(0.8-0.25)/(0.8-0.02)= 70.5

Total: 100

AustenitaFerrita poeutectoide

723

Fe3C

0.80.026.67

AusteritaFerritaCementita

(6.67-0.25)/(6.67-0.02) = 96.5

= 70.596.5 70.5 = 26.0100 96.5 = 3.5 = 3.5

722 T

peFe3C

0.02

0.020.026.67

Total 100.0 100.0

CFe3+Ferrita proeutectoide

Perlita

Ferritaproeutectoide

Perlita

Microestructura de un acero con 0.25%C, enfriadolentamente desde fase austenita.

Desarrollo de la microestructura en un acerohipereutectoide enfriado lentamente

920C: Austenita, 100%825C: Cementita

proeutectoide 1%Austenita 99%

724C: cementitaproeutectoide

(1.1-0.8)/(6.67-0.8) = 5.1%Austenita 94.9%

723C:

722C: Cementitaproeutectoide = 5.1%Perlita = 94.9%

CFe3+

Microestructura de un acero hipereutectoide, 1.1 % C

Cementitaproeutectoidesobre losbordes de grano de la austenitaoriginal.

Perlita

Fase vs. MicroconstituyenteUna fase una mezcla de 2 fases que muestra una identidaddistinta se denomina microconstituyente.La Perlita no es una fase. Es un microconstituyente, llamado eutectoide.

Es una mezcla de 2 fases, (Ferrita) y Fe3C (Cementita).

)%18.0()%5.0()%1.0( 1493 CCLC Co +

Reaccin peritctica:

)%67.6()%1.2()%3.4( 31147 CCFeCCL C

o + Reaccin eutctica:

Reaccin eutectoide:

)%67.6()%02.0()%8.0( 3723 CCFeCC C

o +

Aceroeutectoide

+Fe3CPerlita

Acerohipoeutectoide

+Fe3CPerlita + Ferritaproeutectoide.

Acerohipereutectoide+Fe3CPerlita + Cementitaproeutectoide

Microestructuras de aceros enfriados lentamente

Cuando un acero eutectoide se enfra bruscamente en agua desde fase austenita, no puede cumplirse el diagrama de fases.

La austenita se descompone en una nueva fase,

la martensita.

Austenita, T = 800C

FCC, blanda, dctil

Martensita, T = ambiente

BCT, muy dura, frgil

Enfriamiento brusco,

Templado en agua

FeFe3C

Lquido

+ Fe3C

+ Fe3CE

P

723C

1147C

0.02 0.8

910C

1543C

2 4.3

Diagrama Metaestable Fe-Fe3C

Diag. EstableFe-C

Martensita

Austenita

Microestructura de un acero 0.3 < %C < 1%, enfriado bruscamente desde fase austenita hasta temperatura ambiente (templado en agua):

Aparece una nueva fase, que no est en el diagrama de fases: MARTENSITA (BCT). Fase en forma de agujas, muy dura y muy frgil.

FeFe3C

Lquido

+ Fe3C

+ Fe3CE

P

723C

1147C

0.02 0.8

910C

1543C

2 4.3

1300C

L + Fe3C

+ Fe3C

Ledeburita

PerlitaFe3C + Fe3C

6.67

Enfriamiento de una Fundicin Blanca

3.5 %C

22.6523.425.3 =

=L

CFeL 3+ 88.67

267.65.367.6 =

=

67.4702.067.65.367.6 =

=

CFe3+

548.067.65.367.6 =

=

TC Fases Comp. %C Cantidad Relativa, %1300 L 3.5 100%1148 L

3.51.6 =34.78

1147 LFe3C

4.326.67

1146 Fe3C

26.67 Fe3C = 32.12

724 Fe3C

0.86.67 Fe3C = 46

723 Fe3C

0.80.026.67

722 Fe3C

0.026.67 Fe3C = 52.33

54

67.47

33.6334633.52

333

===+=

+=

Perlita

CFeCFe

CFeCFeCFe

Per

Per

PerPT

Cementita = 46

Composicin tpica de una fundicin blanca:

Fe - 2.8%C 1.8%Si.

Fundicin blanca. Las dentritas son de cementita(Fe3C). El fondo oscuro es perlita.

Fundicin gris.

Ocurre que cuando se aade Si, en cantidades mayores al 2%, y cuando la velocidad de enfriamiento es muy lenta.

Al solidificar se forma una mezcla de austenita y grafito:

El grafito se forma como hojuelas o flecos, afilados y entrelazados.

Durante el subsecuente enfriamiento lento la austenita se descompone en ferrita y grafito; por lo que la fundicin gris es un material mucho ms dctil y blando, y sobre todo, muy maquinable.

grafitoL +

Diagrama de fases de las fundiciones:

Diagrama Fe Grafito: Lnea llena.

Diagrama Fe Fe3C: Lnea punteada.

Sin embargo, las laminillas de grafito actan como concentradoras de tensiones y el material es poco tenaz.

Composicin tpica de una fundicin gris: Fe - 3.5%C 3.3%Si 0.5%Mn.

Fundicin gris: Flecos de grafito. El fondo blanco es ferrita.

Ejercicio:

Dnde existe un punto Eutctico?

Donde existen puntos peritcticos?

Dnde existen puntos eutectoides?

ee

e

E

P P

P

P