Los aceros

Las aleaciones férreas son las de mayor empleo en el campo de la ingeniería y se pueden dividir en dos grandes grupos en función del porcentaje de carbono que lleve la aleación

• Aceros (0.05%<C<2%)
• Fundiciones (2%<C<4.5%)

En esta entrada nos vamos a centrar en los aceros.

Propiedades y estructura del hierro puro
El Fe es un metal blanco azulado, dúctil y maleable. Su densidad es de 7.87g/cm3 y funde entre los 1536ºC y 1539ºC.
El Fe posee cuatro variedades alotrópicas. Por debajo de 780ºC tenemos Feα, cuya estructura es BCC, a partir de ahí y hasta los 920ºC se transforma en Feβ (BCC). Una vez alcanzado este punto, si seguimos elevando la temperatura obtenemos Feγ. En este punto cambia la estructura molecular a FCC, hasta los 1400ºC, momento en el que el Feγ se convierte en Feδ. Esta es la última variedad alotrópica del Fe, ya que si seguimos aumentando su temperatura no ocurre nada más hasta alcanzar los 1539ºC, momento en el que se funde y se convierte en líquido.
 
Constituyentes de los aceros
Los aceros están formados por diferentes constituyentes cuya naturaleza varía según las proporciones de los componentes de la aleación y la temperatura.
Ferrita
Es el constituyente más blando y dúctil. Se trata de una solución sólida de C en  Feα con una solubilidad máxima de 0.02% a 723ºC
En la siguiente imagen se ve una muestra de ferrita al microscopio, donde se puede apreciar en negro la parte de carbono

Cementita
Es el carburo de hierro (CFe3) y es el componente más duro y frágil de los aceros
Muestra de cementita vista al microscopio:

Perlita
Constituyente eutectoide compuesto por un 86.5% de ferrita y un 13.5% de cementita
Perlita vista al microscopio

Austenita
Solución sólida por inserción de C en Feγ. Es muy dúctil, tenaz y resistente al desgaste.

 

Martensita
Solución sólida sobresaturada de C en Feα. Se obtiene por enfriamiento muy rápido. Es el constituyente más duro de los aceros después de la cementita.

Bainita

Procede de la transformación isotérmica de la austenita (250 – 550) ºC:
Bainita superior: 400 – 550 ºC
Bainita inferior: 250 – 400 ºC

Troostita

Procede de la transformación isotérmica de la austenita (500-600)ºC

Sorbita

Procede de la transformación isotérmica de la austenita (600-650)ºC

Tipos y características de aceros

1.Aceros bajos en carbono (C<0.25%)

1.1 Ordinarios

Características:
• Constituyen el mayor porcentaje del volumen de la producción de aceros
• No son templables
• Son endurecibles por deformación (acritud)
• Microestructura ferrita + perlita
• Son blandos y poco resistentes (σY = 275 MPa, σR = 415 – 550 MPa), pero muy dúctiles
(εR = 25%) y tenaces
• Son de fácil mecanización, soldables y baratos
Aplicaciones:
Carrocerías de automóviles
Vigas
Láminas para tuberías, edificios y puentes
Latas estañadas.