{"id":4386,"date":"2023-12-27T20:51:16","date_gmt":"2023-12-27T19:51:16","guid":{"rendered":"https:\/\/laboratoriodeforja.com\/?p=4386"},"modified":"2024-01-03T15:20:52","modified_gmt":"2024-01-03T14:20:52","slug":"uiuvbx04our5349w6jelza","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/laboratoriodeforja.com\/en\/uiuvbx04our5349w6jelza\/","title":{"rendered":"ESTRUCTURAS CRISTALINAS HIERRO"},"content":{"rendered":"

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BLOG<\/span> PREMIUM<\/span> DEL LABORATORIO DE FORJA<\/span><\/strong><\/span><\/h1>\n

[\/et_pb_text][et_pb_text _builder_version=”4.23.1″ _module_preset=”default” global_colors_info=”{}”]<\/p>\n

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ESTRUCTURAS CRISTALINAS DEL HIERRO:<\/span><\/h1>\n

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\u00a0<\/h2>\n

[\/et_pb_text][et_pb_text admin_label=”Text” _builder_version=”4.23″ background_color=”#000000″ background_size=”initial” background_position=”top_left” background_repeat=”repeat” custom_padding=”|4px||||” global_colors_info=”{}”]<\/p>\n

El hierro es un metal alotr\u00f3pico. Cambia su estructura cristalina dependiendo de la temperatura a la que se encuentre. Esta caracter\u00edstica la vamos a aprovechar para poder realizar los tratamientos t\u00e9rmicos y modificar las propiedades mec\u00e1nicas de los aceros. <\/strong><\/strong><\/p>\n

Conociendo sus estructuras dominaremos los tratamientos t\u00e9rmicos del acero.<\/strong><\/p>\n

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CON EL MICROSCOPIO:<\/span><\/h1>\n

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Si tomamos una muestra de una barra de hierro, la pulimos y la atacamos con un reactivo como el Nital (Acido N\u00edtrico + alcohol) para crear un contraste que nos permita ver por el microscopio \u00f3ptico de 100 aumentos, podemos ver que el hierro puro a temperatura ambiente esta formado “c\u00e9lulas” denominadas granos.<\/p>\n

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\"IMG_20160727_214715.jpg\" Fig. 1.- Representaci\u00f3n de micrograf\u00eda a 100 aumentos del Hierro puro a temperatura ambiente.<\/em><\/strong><\/p>\n

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En algunos casos podr\u00edamos ver estos granos hasta a simple vista. Estos granos se juntan en el denominado l\u00edmite de grano. El tama\u00f1o medio de un grano de ferrita puede ser de 125 \u00b5m (micras o micr\u00f3metro). 1 \u00b5m corresponde a 0.001 mil\u00edmetro o 1 mil\u00e9sima de mil\u00cdmetro. Como referencia el di\u00e1metro de un pelo puede ser de unas 50 micras.<\/p>\n

Mediante t\u00e9cnicas avanzadas podemos ver que cada uno de los granos estan integrados por un conjunto de celdas elementales que forman cristales en forma de cubos con \u00e1tomos de hierro (Fe)<\/strong> compartidos en cada esquina de celda elemental y uno de ellos en el centro del cubo.<\/p>\n

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\"IMG_20160728_111240\" Fig. 2.- Estructura cristalina del hierro y l\u00edmite de grano.<\/em><\/strong><\/p>\n

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FORMAS ALOTROPICAS DEL HIERRO:<\/strong><\/h2>\n

Cuando el hierro puro a 1538\u00baC comienza a solidificar los \u00e1tomos de hierro se ordenan por si solos mediante mecanismos de nucleaci\u00f3n y crecimiento, formando una estructura cristalina (hierro delta) en grupos que en un momento dado se encuentran con un grupo vecino, definiendo el l\u00edmite de grano. Por debajo de los 1388\u00baC hay una transformaci\u00f3n de estos cristales al hierro gamma. De nuevo al bajar la temperatura por debajo de los 912\u00baC, el hierro modifica su estructura cristalina formando de nuevo una estructura cristalina denominada hierro alfa. Estos cristales son demasiados peque\u00f1os para poder ser observados con un microscopio ordinario, pero si que en algunos casos podemos ver los granos a simple vista.<\/p>\n

Dependiendo de los huecos y las distancias entre los \u00e1tomos de hierro, posibilitar\u00e1 la inserci\u00f3n y soluci\u00f3n de los \u00e1tomos de carbono.<\/p>\n

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HIERRO ALFA (\u03b1) (hasta los 911\u00baC)<\/strong><\/h3>\n

El hierro puro a temperatura ambiente esta formado por hierro alfa, con una estructura cristalina c\u00fabica centrada en el cuerpo<\/strong> ( 1\/8 de atomo en cada esquina y uno en el centro del cubo) en total 2 \u00e1tomos de hierro en cada celda.<\/p>\n

\"IMG_20160727_225632\" Fig. 3.- Estructura cristalina CUBICA CENTRADA EN EL CUERPO del Hierro puro a temperatura ambiente.<\/em><\/strong><\/p>\n

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La solubilidad del carbono en la estructura c\u00fabica centrada en el cuerpo es casi nula a temperatura ambiente. El carbono apenas se disuelve en el hierro alfa<\/strong> (como el az\u00facar en el caf\u00e9 muy fr\u00edo), solubilizando apenas un 0.09% de carbono a 727\u00baC. Por debajo de esta temperatura, el contenido de carbono que solubiliza el hierro alfa disminuye hasta llegar a ser casi nulo: 20ppm (partes por mill\u00f3n). Cuando el hierro alfa contiene carbono, por poco que sea, se le denomina FERRITA.<\/strong><\/p>\n<\/blockquote>\n

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HIERRO GAMMA (\u03b3) (912\u00ba-1388\u00baC):<\/h3>\n

Por encima de los 912\u00baC el hierro sufre una transformaci\u00f3n alotr\u00f3pica, cambiando su estructura a c\u00fabica centrada en las caras<\/strong> (1\/8 de \u00e1tomo en cada esquina y 1\/2 en cada cara), \u00a0con un total de 4 \u00e1tomos de hierro en cada celda. Teniendo un mayor tama\u00f1o que la estructura formada por el hierro alfa. De esta forma el carbono s\u00ed que solubiliza en el hierro gamma hasta un m\u00e1ximo de 2.11% de carbono que es su l\u00edmite de saturaci\u00f3n<\/strong>. Este cambio de estructura cristalina que s\u00ed solubiliza el carbono, lo vamos a aprovechar para modificar las propiedades mec\u00e1nicas en el templado del acero. Convirtiendo un material blando en uno duro y fr\u00e1gil.<\/b><\/p>\n

\"IMG_20160727_232337\"<\/p>\n

Fig. 4.- Estructura cristalina CUBICA CENTRADA EN LAS CARAS del Hierro puro a temperaturas entre 912-1388\u00baC<\/em><\/strong><\/p>\n

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HIERRO DELTA (\u03b4) (desde 1388\u00baC hasta su fusi\u00f3n):<\/h3>\n

A 1388\u00baC sufre de nuevo una transformaci\u00f3n alotr\u00f3pica, formando una estructura cristalina c\u00fabica centrada en el cuerpo, con 2 \u00e1tomos de hierro en cada celda.<\/p>\n

\"IMG_20160727_225632\"<\/p>\n

Fig. 5.- Estructura cristalina CUBICA CENTRADA EN EL CUERPO del \u00a0Hierro Delta a temperaturas de entr 1388\u00baC hasta su fusi\u00f3n.<\/em><\/strong><\/p>\n

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A 1538\u00baC el hierro puro se funde.<\/p>\n

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\u00bfSab\u00edas que las estructura cristalina del acero cambia con la temperatura? Esta caracter\u00edstica la vamos a aprovechar para poder realizar los tratamientos t\u00e9rmicos y modificar las propiedades mec\u00e1nicas de los aceros.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":3022,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_et_pb_use_builder":"on","_et_pb_old_content":"

Conocer los materiales con los que trabajamos es de gran importancia cuando los forjamos, conformamos o los mecanizamos. Pero aun es mas importante cuando queremos modificar sus propiedades mec\u00e1nicas. \u00a0Mediante los tratamientos t\u00e9rmicos conseguiremos convertir un material blando y ductil en otro lo suficientemente duro como para una herramienta de corte.<\/strong><\/p>\r\n\r\n

CON EL MICROSCOPIO:<\/h1>\r\n\r\n
\r\n

Comenzamos contando de que manera se ordenan los \u00e1tomos de hierro formando una estructura cristalina. Es interesante saber que el hierro cambia su estructura con la temperatura. Esta caracteristica la aprovecharemos para poder modificar sus propiedades mec\u00e1nicas.<\/p>\r\n\r\n\r\n

\r\n\r\n

ESTRUCTURAS CRISTALINAS DEL HIERRO:<\/a><\/h2>\r\n

\"IMG_20160727_214715\"<\/a><\/p>\r\n\r\n\r\n

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Ahora vamos a intentar entender donde se encuentran los \u00e1tomos de los elementos de aleaci\u00f3n que tiene nuestro acero (Carbono, Molibdeno, Manganeso, Vanadio, Cromo...)<\/p>\r\n\r\n\r\n

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SOLUBILIDAD\u00a0DEL HIERRO:<\/a><\/h2>\r\n\"Solucion<\/a>\r\n

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COMPONENTES PRINCIPALES DEL ACERO:<\/h1>\r\n\r\n
\r\n

Es interesante saber que microconstituyentes tiene el acero dependiendo del porcentaje de carbono y cuales son sus propiedades mec\u00e1nicas. Os contamos principalmente que es la Ferrita, Austenita, Cementita y Perlita.<\/p>\r\n\r\n\r\n

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FERRITA:<\/a><\/h2>\r\n\"ferrita\"<\/a>\r\n\r\n
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AUSTENITA:<\/a><\/h2>\r\n\"austenita\"<\/a>\r\n\r\n
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CEMENTITA:<\/a><\/h2>\r\n\"cementita\"<\/a>\r\n\r\n
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PERLITA:<\/a><\/h2>\r\n\"perlita\"<\/a>\r\n\r\n
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