DIAGRAMAS DE FASE ejercicios resueltos

DIAGRAMAS DE FASE ejercicios resueltos

DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO
IES LA SERNA
EJERCICIOS DIAGRAMAS DE FASE
TECNOLOGIA INDUSTRIAL II
24. Explica el proceso de solidificación de dos aleaciones cuyo porcentaje de C es
menor y mayor de 0,88%.
Tomando de referencia el diagrama simplificado, cuando el porcentaje de C es inferior a
0,88, los aceros son hipoeutectoides (aleación A en el diagrama de la izquierda), porque se
forman antes del punto eutectoide. Si el porcentaje es mayor de 0,88, los aceros son
hipereutectoides (Aleación B en el diagrama de la derecha).
Proceso de solidificación en la aleación A: Por encima de 1 solo tenemos fase líquida, a
partir de ese punto empieza a formarse austenita, hasta llegar al punto 2 donde solidifica
completamente. Cuando llega al punto 3 el Fe se transforma en Fe Durante este proceso
la austenita residual se transformará en perlita en el punto 4, así entre el punto 4 y 5 la
composición es perlita y ferrita.
Proceso de solidificación en la aleación B: Por encima del punto 1 solo tenemos fase líquida,
a partir de ese punto empieza a formarse la austenita hasta que solidifica totalmente en el
punto 2. Entre el punto 2 y punto 3 tenemos Feg, a partir de ahí comienzan a separarse los
cristales de cementita, empobreciéndose progresivamente en C la austenita restante.
Cuando la temperatura baje hasta 723º, en el punto 4, la austenita se transforma en perlita
(reacción eutectoide). Por debajo del punto 4 tendremos perlita y cementita.
25. Calcular la fracción de masa de ferrita y de cementita en la perlita.
Si utilizamos el diagrama simplificado de la página 54 del libro de texto, trazo la isopleta para
0,89%de C, en la eutectoide y la recta de reparto sería:
0
0,89
6,67%C
W ferrita=
.100=87%; W cementita=
.100=13%
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26. En una aleación FeC con 0,3%C, estudia su enfriamiento desde una temperatura
superior a 1540ºC hasta temperatura ambiente explicando las fases que aparecen y
los %, utiliza el diagrama simplificado (pág. 54)
Podemos fijarnos en la figura del ejercicio 23, y suponer que la aleación A es la
correspondiente a un 0,3%C, en el libro sería aleación I del diagrama simplificado.
Por encima del punto 1, una fase toda líquida.
Entre punto 1 y 2 dos fases Fe y líquido.
En el punto 2 solidifica toda la masa, o sea
entre 2 y 3 tenemos austenita.
En el punto 3 el Fe
se transforma
progresivamente en ferrita o Fe , mientras
dura la transformación la austenita residual se
enriquece en C, luego entre 3 y 4 tenemos
ferrita y austenita.
En el punto 4
se produce la reacción
eutectoide, toda la austenita sufre la
transformación a perlita. Entre 4 y 5 o a
temperatura ambiente, tendremos ferrita y
perlita.
Análisis de composición y fracciones:
A temperatura ambiente tenemos ferrita y perlita, la recta de reparto en punto 5 será:
0
0,3
0,89% W
ferrita=
.100= 66%; W
perlita=
.100= 34%
La perlita tendrá ferrita y cementita laminares, los porcentajes serán:
W ferrita=
.100= 86,7% de ferrita en la perlita.
W cementita=
.100= 13,3% de cementita en la perlita.
0
0,89
6,67
La ferrita total en la aleación con un 0,3%C:
Ferrita total= 66 +34
= 95,5%
La Cementita en la aleación será: Cementita= 34
= 4,5%
27. Igual que el ejercicio anterior pero con una composición del 3%C.
Tenemos una fundición hipoeutéctica, podemos fijarnos en la aleación IV del diagrama
simplificado del libro de texto pág. 54. La explicación viene en pág. 55.
Así a temperatura ambiente, por debajo del punto 9 tendremos cementita, perlita y ledeburita
transformada (la austenita de la ledeburita se transforma en perlita cuando llegamos a la
temperatura de la eutectoide).
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28. Calcula las cantidades de ferrita y cementita (Fe3C) que están presentes en la
perlita, sabiendo que la perlita debe contener 0,77%C. Usar el diagrama del ejercicio
22 del libro de texto.
Busco el punto 0,77%C y trazo línea vertical o isopleta, señalo el punto donde se produce
perlita, en la eutectoide, y trazo la isoterma, para después aplicar la regla de la palanca:
0,0218
0,77
W ferrita=
W cementita=
6,67%C
* 100= 88% de ferrita o Fe
.100= 11% de cementita
29. La fracción de masa de la ferrita y de la cementita en un acero al carbono son 0,91
y 0,09 respectivamente. Decir si se trata de un acero hipoeutectoide o hipereutectoide.
Utilizo el diagrama simplificado:
0
x=?
W cementita=
W ferrita=
6,67%C
.100= 9 el valor de x= 0,6% de C en la composición de la aleación.
. 100= 91 el valor de x coincide x= 0,6% de C.
Luego se trata de un acero hipoeutectoide de composición 0,6%C y el resto Fe.