Diagrama Ferro-Carboni: Transformacions i Microestructures de l'Acer

Diagrama d'Equilibri Ferro-Carboni (Fe-C)

En el diagrama d'equilibri o diagrama de fases ferro-carboni (Fe-C), es representen les transformacions que pateixen els acers al carboni amb la temperatura. Aquest diagrama assumeix que l'escalfament (o refredament) de la barreja es realitza molt lentament, permetent que els processos de difusió (homogeneïtzació) es completin. S'obté experimentalment identificant els punts crítics (temperatures de transformació) per diversos mètodes.

Austenita (γ)

L'austenita, també coneguda com a acer gamma (γ), és una forma d'ordenament específica dels àtoms de ferro i carboni. És la forma estable del ferro pur a temperatures entre 900 °C i 1400 °C.

Ferrita (α)

La ferrita o ferro-α (alfa) és una de les estructures cristal·lines del ferro. Cristal·litza en el sistema cúbic centrat en el cos (BCC) i té propietats magnètiques. S'utilitza en la fabricació d'imants permanents aliats amb cobalt i bari, i en nuclis d'inductàncies i transformadors amb níquel, zinc o manganès.

Cementita (Fe3C)

La cementita és un constituent dels acers i altres aliatges ferris, com les foses blanques. Apareix quan el refredament de l'aliatge segueix el diagrama metastable Fe-Fe3C en comptes del diagrama estable ferro-grafit. La cementita té un 6,67% en pes de carboni i és un compost intermetàl·lic d'inserció.

Perlita

La perlita és la microestructura formada per capes o làmines alternes de ferrita (α) i cementita durant el refredament lent d'un acer a temperatura eutectoide. Rep aquest nom per la seva aparença de perla al ser observada microscòpicament.

Ledeburita

La ledeburita no és una fase, sinó una barreja de fases: austenita i cementita. En refredar, es forma una matriu de cementita (Fe3C) que conté glòbuls d'austenita a 2,11% de carboni. La fase principal s'inicia amb la nucleació de la cementita. A la placa de cementita originada en el líquid eutèctic, creixen dendrites planes d'austenita. A continuació, es produeix un creixement relativament ràpid de vidres de les dues fases. Cadascuna de les fases continua dins de la mateixa estructura, és a dir, pertany al mateix vidre.