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• Andy García

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CENTRO NACIONAL COLOMBO ALEMAN

1. DATOS GENERALES. 1.1. MODULO DE FORMACION: TRATAMIENTOS TERMICOS 1.2. INSTRUCTOR: JOSE ANTONIO SIERRA SALAZAR 1.3. EVIDENCIA DE CONOCIMIENTO N° – DIAGRAMA HIERRO CARBONO Ciudad y Fecha: Nombre del aprendiz: Grupo: Número de ficha: 2. INSTRUCIONES PARA EL DILEGENCIAMIENTO. Estimado aprendiz, la presente actividad tiene como fin fortalecer el manejo del diagrama hierro carbono y con esto, facilitar la ubicación de un punto con una concentración y temperatura específicas. Lo anterior es de mucha importancia a la hora de determinar la temperatura adecuada para un tratamiento térmico, así que te invito a que la desarrolles en su totalidad. Sé muy cuidadoso y esfuérzate por presentar una evidencia de excelente calidad. Responde los interrogantes planteados en esta actividad ayudándote de libros especializados, revistas, videos y consulta de páginas web, en internet existe mucha información relacionada con el estudio de los tratamientos térmicos. Resuelve tu actividad en un archivo Word nuevo, diferente a este, es importante que cumplas con esta condición para que el informe de originalidad arroje un resultado favorable a ti. Al momento de guardar tu archivo en el computador debes ponerle por nombre solamente el nombre tuyo escrito en mayúsculas, no le coloques trabajo de tratamientos térmicos ni nada de eso, solo tú nombre. Adjunta tu evidencia de manera individual en el enlace que se habilitara para tal motivo en la plataforma Blackboard. Recuerda: para que tu evidencia sea considerada como aprobada en importante que cumplas con lo siguiente: 

Que la envíes antes de vencer el plazo acordado.



Que no se evidencie plagio, es decir que el informe de originalidad de Blackboard sea muy bajo.



Que tenga la profundidad adecuada.



Que cumpla con las normas de presentación de trabajos escritos (APA, ICONTEC).



Que esté resuelta en su totalidad.



Que cumpla con todas las recomendaciones dadas.

1. Toma una hoja doble cuadriculada, ábrela y a partir del primer cuadro de la esquina inferior izquierda traza una línea horizontal que abarque todo el borde inferior de la hoja, regresa al punto de partida y ahora traza una línea vertical que abarque todo el borde izquierdo de la hoja. El eje horizontal será el eje donde ubiques las concentraciones de carbono en porcentaje, toma como escala cada 10 cuadros equivalen a 1.0 %C y en el eje vertical te servirá para localizar las temperaturas en grados Celsius °C, en este, cada 4 cuadros equivalen a 100°C. 2. Ubica en ellos los siguientes puntos de forma similar a como graficabas en el diagrama cartesiano X-Y, teniendo presente que el primero es la concentración (eje horizontal) y el segundo es la temperatura (eje vertical):

A (0, 1539)

J (0.18, 1486)

B (0.5, 1486)

K (6.67, 723)

C (4.3, 1130)

N (0, 1392)

D (6.67, 1650)

P (0.02, 725)

E (2, 1130)

Q (0.008, 25)

F (6.67, 1130)

R (6.67, 25)

G (0, 910)

S (0.8, 723)

H (0.09, 1486)

T (0.8, 25)

3. Una vez ubicados los puntos en la hoja únelos hasta obtener una figura similar a la siguiente:

4. Resalta en el diagrama la línea que une los puntos A-B-C-D, esta línea recibe el nombre de Línea de Líquido. Si ubicamos la composición de una muestra de acero, y subimos verticalmente, hasta cruzar esta línea, el cruce con ella nos permite obtener la temperatura a la cual una muestra de acero que está siendo calentada alcanza el estado líquido en toda su extensión; si por el contrario, tenemos una aleación hierro carbono en estado totalmente líquido y comenzamos a disminuir su temperatura, el cruce con esta línea nos indicará la temperatura de inicio del proceso de solidificación, es decir, de formación de los primeros cristales de metal. Podemos decir, por lo tanto, que por encima de la línea de líquido las aleaciones con cualquier concentración se hallan en estado líquido. Ahora resalta la línea que une los puntos A-H-J-E-C-F, esta es la Línea de Sólido, y como su nombre lo indica, si una aleación hierro carbono se enfría por debajo de ella estará totalmente sólida, por el contrario, si la muestra sufre un proceso de calentamiento y sobrepasamos la temperatura correspondiente a la línea de sólido, en una composición determinada, comenzará el proceso de fusión, es decir, las primeras zonas líquidas aparecerán en la muestra. Con base en esta información utiliza el diagrama construido para determinar la temperatura de fusión de las aleaciones hierro carbono con la siguiente composición:

a.

0 %C

e.

3,5 %C

b.

0,5 %C

f.

4,3 %C

c.

0,8 %C

g.

5,0 %C

d.

2,0 %C

h.

6,67 %C

Analiza los puntos A y C, ¿qué información valiosa puedes extraer de ellos? Las líneas de sólido y líquido encierran unas zonas en la cual existen en equilibrio las fases de sólido y líquido. La solidificación del acero no se da a una temperatura fija, como en el caso del agua, en la cual, la temperatura permanece constante a 0 °C hasta terminar de congelarse, esto se debe a que el agua es una sustancia pura, el acero por el contrario no lo es, esto significa que durante su proceso de solidificación la temperatura sigue disminuyendo hasta terminar el crecimiento de los cristales en la muestra, presentándose por lo tanto un intervalo de solidificación en el cual tenemos una temperatura de inicio de la solidificación y una temperatura de final de solidificación. El mismo razonamiento es válido para el proceso de fusión. 5. Con ayuda de tu diagrama identifica las temperaturas de inicio de solidificación y final de solidificación de una muestra de acero que es enfriada desde el estado totalmente líquido y presenta la siguiente composición: a.

0,1 %C

d.

2,8 %C

b.

0,7 %C

e.

3,5%C

c.

1,1 %C

f.

4,3 %C

6. El diagrama nos muestra todas las aleaciones hierro carbono con un %C menor que 6,67%. Existe una composición que divide el diagrama en dos zonas cuyas aleaciones muestran características diferentes. Esta composición corresponde al 2,0% C. Las aleaciones con %C ≤ 2 se denominan aceros y muestran, por lo general, mejor ductilidad, soldabilidad, resistencia a la tracción y tenacidad, cabe anotar que aceros cuyo porcentaje de carbono sea superior a 1,5% son usados escasamente debido a su elevada fragilidad. Aleaciones cuyo %C > 2 reciben el nombre de fundiciones y presentan mayor dureza, colabilidad, resistencia a la corrosión y al desgaste y no se deforman plásticamente. Los aceros son aleaciones solidas intersticiales de carbono en hierro BCC. ¿Recuerdas que significa esto? Traza, con un color diferente, una línea vertical en tu diagrama para separar los aceros de las fundiciones.

7. Ahora identificaremos las zonas del diagrama con el nombre de la microestructura que se encuentre presente en él. La zona que se encuentra dentro de los límites establecidos por las siguientes letras se denomina:

a.

QPG - Ferrita alfa

h.

AHB - Liquido + Ferrita delta

b.

GSEJN - Austenita

i.

CFD - Liquido + Cementita

c.

RKFD - Cementita

j.

HNJ - Ferrita delta + Austenita

d.

TS - Perlita

k.

GPS - Ferrita alfa + Austenita

e.

AHN - Ferrita delta

l.

PQTS - Ferrita alfa + Perlita

f.

Liquido

m.

STRK - Perlita + Cementita

g.

JECB - Liquido + Austenita

8. Ya tenemos todas las zonas del diagrama identificadas, con la microestructura presente en ellas, describe a continuación, que microestructuras están presentes en las siguientes condiciones: a.

0,6 %C y 1000°C

f.

1,2 %C y 720°C

b.

0,015 %C y 700°C

g.

0,8 %C y 750°C

c.

1,6 %C y 920°C

h.

0,8 %C y 710°C

d.

0,7 %C y 600°C

i.

0,45 %C y 1050°C

e.

0,3 %C y 850°C

j.

0,9 %C y 950 °C

9. La línea GS se denomina temperatura critica superior 𝐴3 , también se denomina límite de la ferrita, ya que por encima de ella toda la ferrita se transforma en austenita durante el calentamiento. Esta línea durante el enfriamiento marca el principio de la transformación de austenita en ferrita proeutectoide (es decir, la formada antes de la reacción eutectoide a 723°C). Colorea esta línea de un color diferente a los usados en las líneas de líquido y sólido. La línea SE, se denomina línea de temperatura critica superior 𝐴𝑐𝑚 , también se denomina límite de la cementita, ya que por encima de ella toda la cementita se transforma en austenita durante el calentamiento y esta línea marca el inicio de la transformación de la austenita a cementita proeutectoide durante el enfriamiento. La línea 𝐴1 , formada por la unión del punto P con el punto S, se le conoce como línea de temperatura crítica inferior, y marca el fin de la transformación de la austenita en ferrita y perlita del lado hipoeutectoide. Esta línea se encuentra ubicada a temperatura constante de 723°C y para cualquier composición de carbono hasta de 0.8% de carbono, en donde toda la austenita se transforma en perlita.

La línea PS, se conoce como línea 𝐴31 , línea de temperatura crítica inferior (del lado hipereutectoide), ésta línea marca el fin de la transformación de la austenita en perlita durante el enfriamiento y se encuentra a una temperatura de 723°C, con un intervalo de composición entre 0.8% a 6.67% de carbono. Colorea estas líneas de un color diferente a los que ya utilizaste. Como podemos observar claramente en nuestro diagrama, una muestra de acero de composición definida, sufre durante su enfriamiento o calentamiento transformaciones en su microestructura, las cuales dependen de la temperatura a la cual se encuentre. Traza una línea vertical en las siguientes concentraciones y ubica sobre esta línea una muestra de acero que se encuentre a 50°C por encima de 𝐴3 , para asegurarnos que estamos dentro de la zona de austenita 100%, anota esta temperatura al lado de la respectiva concentración: a.

0,018 %C

d.

0,4 %C

b.

0,1 %C

e.

0,8 %C

c.

0,2 %C

f.

0,6 %C

Traza una línea vertical en las siguientes concentraciones y ubica sobre esta línea una muestra de acero que se encuentre a 50°C por encima de 𝐴31 , para asegurarnos que estamos dentro de la zona de (austenita + cementita), anota esta temperatura al lado de la respectiva concentración: a.

0,9 %C

d.

2,0 %C

b.

1,9 %C

e.

1,1 %C

c.

1,4 %C

f.

0,85 %C

Comienza a enfriar las muestras, anota los intervalos de temperatura donde ocurren cambios y las microestructuras presentes hasta llegar a la temperatura ambiente. Presenta tus resultados en forma de tabla. 10. Contesta los siguientes interrogantes relacionados con el diagrama: a. Para una muestra de 0,6 %C que se encuentra totalmente austenizada, a que temperatura comienza la austenita a transformarse en ferrita, a que temperatura termina de transformarse la austenita en ferrita, si la austenita tenía 0,6% C y la ferrita solo disuelve 0,02% C que sucede con el carbono restante, donde se consumió, para donde se fue? b. Que estructura existe en una muestra de 0,8% C a 1000°C, a que temperatura comienza la austenita a transformarse en perlita, a que temperatura termina de transformarse la austenita en perlita.

c. Que estructura existe en una muestra de 1,2% C a 1000°C, a que temperatura comienza la austenita a transformarse en Cementita, a que temperatura termina de transformarse la austenita en Cementita, si la austenita tenía 1,2% C y la Cementita disuelve 6,67% C que sucede con el carbono faltante, de donde sale? 11. Anexa fotografías de tu evidencia en el archivo Word y dale un tratamiento similar al de un trabajo de consulta, es decir, que cumpla con las partes y recomendaciones de las normas para presentación de trabajos escritos (Icontec – APA).

¡ADELANTE Y MUCHO ÁNIMO!