La estructura cristalina del acero

By | 7 mayo, 2014
acero atomosLa estructura interna de los granos cristalinos está compuesta de átomos de hierro dispuestos conforme a un patrón regular tridimensional.
Este patrón se representa en la figura.Se trata de la estructura cristalina cúbica de mallas centradas; los átomos se encuentran en las  esquinas y en el centro del cubo. La malla es de solo 0,28 mm en sus aristas. Un grano típicose compone de alrededor de 10 15 repeticion esde esta malla.
Esta estructura cristalina del acero a temperatura ambiente es uno de los factores principales que determinan la metalurgia y las propiedades de los aceros.
Los aceros contienen carbono, parte del cual, en cantidad muy pequeña, está contenido dentro de los cristales de hierro. Los átomos de carbono son muy pequeños y pueden adaptarse, con cierta distorsión, entre los espacios mayores existentes entre los átomos de hierro. Esta disposición conforma lo que seconoce como una solución sólida intersticial el carbono se sitúa en los intersticios del cristal de hierro.
En los aceros de la fotografia,la mayor parte del carbono residual ha formadoun compuesto químico con el hierro, Fe3C,cementita.
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La cementita es también cristalina,pero dura y frágil. Con 0,1%C, solo hay una pequeña cantidad de Fe3C en el acero. Las propiedades de este acero son similares a las del hierro puro. Es dúctil, pero no especialmente resistente, se utiliza en muchas aplicacionesen las que la capacidad de conformado por flexión o plegado es la exigencia principal.
En el caso de un acero de mayor contenido en carbono, digamos 0,4%, según se representa en la fotografia, puede observarse con poco saumentos que está compuesto por regiones claras y oscuras, aproximadamente al 50:50. Las regiones claras son cristales de hierro con un contenido muy pequeño de carbono disuelto, como en el acero de bajo contenido en carbono.
Las regiones oscuras requieren un examen más profundo. La  siguiente imagen muestra una de esas regiones con un aumento mayor. Se aprecia su composición de capas alternas de dos sustancias, hierro y Fe3C.
La separación de las láminas a menudo se aproxima a la longitud de onda de la luz y, como consecuencia de ello, la estructura atacada puede actuar como un enrejado de difracción, ofreciendounos efectos ópticos semejantes a una irisación nacarada. Por eso esta mezcla de hierro y cementita ha recibido el nombre de “perlita”.
El origen dela perlita y su efecto sobre las propiedades del acero se revelan al analizar lo que ocurre durante el calentamiento y enfriamiento del acero.
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