Entendiendo las Propiedades Mecánicas y el Diagrama Hierro-Carbono

Conceptos Previos: Propiedades Mecánicas

Definiciones Clave

• Dureza: Es la resistencia que oponen los cuerpos a dejarse penetrar por otros.
• Tenacidad: Es la cantidad de energía que un material es capaz de absorber hasta romperse.
• Fragilidad: Los materiales que no son capaces de absorber pequeñas solicitaciones se consideran frágiles.
• Resiliencia: Es la resistencia a la tracción por choque, o también la energía absorbida por unidad de superficie para lograr la rotura por impacto.
• Fatiga: Fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas puede sobrevenir con esfuerzos inferiores a su carga de rotura estática.
• Elasticidad: Propiedad general de los cuerpos sólidos, en virtud de la cual retornan totalmente o en parte a su extensión y forma original tan pronto como cesa la acción de la fuerza que los deformaba.
• Plasticidad: Cambio de extensión y forma que adquiere carácter permanente e irreversible.

Diagrama Fe-C (Hierro-Carbono)

El estudio de este diagrama nos servirá para establecer las bases de la clasificación de las aleaciones. Una vez que hemos analizado los constituyentes estructurales de los aceros.

El liquidus marca las temperaturas a las que comienzan a solidificar las aleaciones. Esta solidificación se realiza de forma progresiva al ir disminuyendo la temperatura, es decir, cada vez habrá más sólido y menos líquido. Existirá entonces un periodo en el que coexisten los dos estados. Así llegamos a la línea AHJECF que se denomina solidus e indica los puntos donde tiene lugar la solidificación completa.

Puntos Clave en el Diagrama

1. En el punto A se indica la temperatura de solidificación del hierro puro.
2. El punto N es la transformación del Fe al Fe γ, es decir, el material se transforma en austenita.
3. El punto G es la transformación del (Fe γ) al (Fe α).
4. En el punto C observamos que la solidificación de la aleación con 4,3% de carbono tiene lugar en un punto concreto y no en un intervalo de temperaturas. Se llama eutéctica; todo el compuesto se transforma en ledeburita, compuesta por el 52% de cementita y el 48% de austenita.
5. En el punto P es similar al punto C, ya que indica la composición de austenita que es capaz de ser estable a la menor temperatura. Además, la transformación de la austenita tiene lugar a una única temperatura, convirtiéndose toda ella en perlita.

Si los contenidos en carbono son superiores o inferiores a este porcentaje, la austenita comienza a precipitar otro constituyente (ferrita para porcentajes en carbono inferiores al 0,8% o cementita cuando estos valores son superiores a la cifra indicada) hasta alcanzar 723°C, donde lo restante se transforma en perlita.