¿Qué es la solidificación del hierro fundido - Punto eutéctico - Definición

La diferencia es que los hierros fundidos pueden aprovechar la solidificación eutéctica en el sistema binario hierro-carbono. El término eutéctico en griego significa «fusión fácil o bien», y el punto eutéctico representa la composición en el diagrama de fases donde se encuentra la temperatura de fusión más baja.

Diagrama de fases Fe-Fe3C — En la figura, está el diagrama de fases de hierro-carburo de hierro (Fe-Fe3C). El porcentaje de carbono presente y la temperatura definen la fase de la aleación hierro-carbono y por tanto sus características físicas y propiedades mecánicas. El porcentaje de carbono determina el tipo de aleación ferrosa: hierro, acero o fundición. Fuente: wikipedia.org Läpple, Volker – Wärmebehandlung des Stahls Grundlagen. Licencia: CC BY-SA 4.0

En la ingeniería de materiales, los hierros fundidos son una clase de aleaciones ferrosas con contenidos de carbono superiores al 2,14% en peso. Normalmente, los hierros colados contienen de 2,14% en peso a 4,0% en peso de carbono y en cualquier lugar de 0,5% en peso a 3% en peso de silicio. Las aleaciones de hierro con menor contenido de carbono se conocen como acero. La diferencia es que los hierros fundidos pueden aprovechar la solidificación eutéctica en el sistema binario hierro-carbono. El término eutéctico es griego para «fusión fácil o bien«, y el punto eutéctico representa la composición en el diagrama de fases donde se alcanza la temperatura de fusión más baja . Para el sistema hierro-carbono el punto eutéctico se produce a una composición de 4,26% en peso de C y una temperatura de 1148°C.

Solidificación de hierro fundido

El hierro fundido es una de las aleaciones más complejas utilizadas en la industria. Debido al mayor contenido de carbono, la estructura del hierro fundido, a diferencia de la del acero, presenta una fase rica en carbono. Dependiendo principalmente de la composición, la velocidad de enfriamiento y el tratamiento de fusión, la fase rica en carbono puede solidificarse con la formación de un eutéctico estable (austenita-grafito) o metaestable (austenita-Fe₃C). La cementita (Fe₃C) es un compuesto metaestable y, en algunas circunstancias, puede disociarse o descomponerse para formar α-ferrita y grafito, según la reacción:

Fe ₃ C → 3Fe (α) + C (grafito)

Por tanto, pueden producirse dos tipos de solidificación eutéctica. Además, existen varias formas de grafito dependiendo de la composición química y la velocidad de enfriamiento. La formación de grafito es favorecida por la presencia de silicio en concentraciones superiores a aproximadamente el 1% en peso. Además, las velocidades de enfriamiento más lentas durante la solidificación favorecen la grafitización (la formación de grafito).

References:

Ciencia de los materiales:

Departamento de Energía de EE. UU., Ciencia de Materiales. Manual de Fundamentos del DOE, Volumen 1 y 2. Enero de 1993.
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Hierro fundido

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