Formas alotrópicas del hierro y sus combinaciones con el carbono

2. 
   Estructuras en que cristalizan los metales
3. 
   Alotropia o polimorfismo.
4. 
   Cristalización secundaria
5. 
   Análisis de la curva de formas alotrópicas del
   hierro puro.
6. 
   Aleaciones
7. 
   Caracteristicas de las estructuras que se forman en un
   enfriamiento lento de las aleaciones hierro
   carbono
8. 
   Transformación martensítica
9. 
   Bibliografia

Resúmen

Se describen las caracteristicas de las estructuras
cristalinas en las que solidifica el hierro puro a
diferentes temperaturas durante un enfriamiento lento, y las
combinaciones que forman las mismas con el carbono. Se
analiza también la transformación
martensítica durante un enfriamiento rápido, se
hacen ver las razones por las que la martensíta es la
estructura
básica del acero templado.
La utilidad de estos
conocimientos esta en que son fundamentales para la
comprensión y aprovechamiento del diagrama de
estado Fe-Fe3C
y para la impartición de materias tales como: Procesos
metalurgicos, Materiales en
Ingenieria, Procesos de fabricación, Instalaciones
mecánicas y materias afines.

1.- ESTRUCTURAS
EN QUE CRISTALIZAN LOS METALES

Cuando los metáles solidifican desde el estado
fundido al estado sólido, los átomos se ordenan a
si mismos de una manera peculiar para cada metal. A este arreglo
se le llama red espacial. En 1912, Max Von Laue,
descubrió que la disposición de las
partículas (iones) en un sólido podía
determinarse mediante rayos X, con esto
se descubrió que: en la mayoría de los
sólidos, las partículas que los componen se
disponen en forma muy ordenada. Un sólido que posee sus
partículas individuales dispuestas de esta manera se
denomina "sólido cristalino"; los metáles
son sólidos cristalinos, este tipo de sólidos
poseen también un punto de fusión
bien definido (para el hierro, este es de 1539°C)

Los metáles solidifican en seis estructuras reticulares
principales:

1.- Cúbica centrada en el cuerpo (b.c..c)

2.- Cúbica centrada en las caras (f.c.c.)

3.- Hexagonal compacto (c.p.h.)

4.- Cúbica

5.- Tetragonal centrado en el cuerpo

6.- Romboédrica

Sin embargo, la mayor parte de los metales puros en
estado sólido forman una de las siguientes redes cristalinas
simetrícas: cúbica centrado en el cuerpo,
cúbica centrada en las caras y hexagonal
compacta.

En la figura 1, se dan las representaciones convencionales de
las redes cristalinas mencionadas y los esquemas del
empaquetamiento de los átomos ( iones ), que dan una idea
clara de cada estructura:

2.- ALOTROPIA O
POLIMORFISMO.

Algunos metales, dentro de los cuales se encuentra el hierro,
al enfriarlos lentamente, adquieren según la temperatura a
la que estén, distintas estructuras en sus redes
cristalinas y, por consiguiente, poseen propiedades distintas.
Este fenómeno se denomina alotropía o
polimorfismo. Estas formas alotrópicas se suelen
representar por las letras del alfabeto griego (, (, (, (;
etc.

La transformación de una variedad alotrópica del
metal en otra, va acompañada de una absorción de
calor al
calentarse, y por un desprendimiento de calor latente al
enfriarse, verificándose estos procesos a temperatura
constante y, solo se modifica la temperatura, cuando hubo un
cambio total
de fase. Lo mismo sucede con el agua:
cuando la tenemos en forma de hielo a 0 ° C y le damos calor
lentamente, veremos que la temperatura del hielo no aumenta y en
lugar de eso cambia de fase al derretirse; sólo sigue
aumentando la temperatura después de que se
derritió todo el hielo (cambio total de fase).
También, cuando le quitamos calor al agua a punto
de solidificar a cero grados centígrados, veremos que no
baja su temperatura, sino que empieza a formar hielo , y
sólo seguirá bajando la temperatura cuando toda
haya cambiado a hielo. Lo anterior, para el caso del hierro, se
ve en la curva térmica de transformación en
coordenadas temperatura- tiempo del
artículo siguiente. En esta curva se observa que en cada
transformación, durante un cierto tiempo no cambia la
temperatura; a estas partes de la curva se les llama "puntos
críticos".

3.-
CRISTALIZACIÓN SECUNDARIA

La transformación alotrópica del metal ya
sólido, representa en sí una
cristalización secundaria del mismo, que es
análoga al proceso de su
cristalización primaria, a partir del estado
líquido (veremos que en cada cambio alotrópico, el
nuevo cristal que se produce, tiene distinta forma). Al igual que
en el agua, al enfriar un metal para que se inicie la
transformación alotrópica, se requiere quitarle
aún más calor cuando llega a la temperatura de
transformación, o lo que es lo mismo, hay que enfriarlo
más; con lo que se inicia la formación de unos
cuantos granos nuevos ya con la nueva estructura cristalina. El
número de estos granos se va luego incrementando conforme
se vaya enfriando más el metal.