Perlita (metalurgia)
| Perlita (metalurgia) |
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| Fases de las aleaciones de hierro-carbono |
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| Estructuras de aleaciones de hierro-carbono |
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| hierro fundido |
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La perlita (del francés perle "perla") es uno de los componentes estructurales de las aleaciones de hierro y carbono - aceros y fundiciones : es una mezcla eutectoide de dos fases - ferrita y cementita (en aceros aleados - carburos).
Características
La perlita es un producto de la descomposición eutectoide ( transformación perlítica ) de la austenita durante un enfriamiento relativamente lento de las aleaciones de hierro y carbono por debajo de los 727 °C. En este caso, el hierro γ pasa a hierro α, en el que la solubilidad del carbono es de 0,006 a 0,025%; el exceso de carbono se libera en forma de cementita o carburos . Dependiendo de la forma, la perlita se distingue como laminar (el tipo principal de perlita; ambas fases tienen forma de placas) y granular (los granos redondeados o glóbulos de cementita se encuentran sobre el fondo de los granos de ferrita). Con un aumento en el sobreenfriamiento , aumenta el número de colonias de perlita, es decir, áreas con una orientación uniforme de placas de ferrita y cementita (carburos), y las propias placas se vuelven más delgadas. Las propiedades mecánicas de la perlita dependen principalmente de la distancia interlamelar (el espesor total de las placas de ambas fases): cuanto menor es, mayor es el valor de la resistencia a la tracción y el límite elástico y menor la temperatura crítica de fragilidad en frío . Con una estructura de perlita, se facilita el mecanizado del acero. Las variedades dispersas de perlita se llaman sorbitol y troostita .
Transformación de perlita
La transformación de perlita es una transformación eutectoide (desintegración) de la austenita , que ocurre por debajo de los 727 °C (según otras fuentes, 723 °C) y que consiste en la nucleación y el crecimiento simultáneos dentro de la austenita (fase ɣ) de dos nuevas fases: ferrita (ɑ- fase) y cementita (Fe 3 C) que tiene una forma laminar. Esquemáticamente, el proceso se describe mediante la fórmula:
ɣ→ɑ+Fe 3 C
La transformación perlítica ocurre en los aceros que contienen más de 0,025% C (en masa), así como en las fundiciones blancas y grises (con la excepción de las fundiciones sobre una base de metal ferrítico).
La estructura resultante de la transformación se llama perlita y consiste en delgadas placas alternas (cristales) de ferrita y cementita. La composición de las tres fases durante el enfriamiento lento está estrictamente definida: en acero sin alear o hierro fundido
- austenita contiene 0,8% C
- la perlita se compone de:
- ferrita - 0,025% C
- cementita - 6,67% C (en masa).
De ello se deduce que las placas de ferrita son 7,3 veces más gruesas que las placas de cementita.
A medida que la temperatura desciende por debajo de 727 °C, la tasa de conversión aumenta, alcanza un máximo a ~550 °C y luego disminuye, cayendo casi a cero a ~200 °C. Cuanto menor sea la temperatura de transformación, menor será el espesor de las placas y mayores serán las propiedades de resistencia. El grosor absoluto de las laminillas de perlita (distancia interlamelar, período de estructura) generalmente varía de unas pocas micras (y luego se pueden distinguir en un microscopio óptico ordinario), a décimas de micra (las laminillas se detectan solo a resoluciones máximas) y a centésimas de una micra (ya se necesita un microscopio electrónico). Las correspondientes variedades dispersas de perlita también se denominan sorbitol y troostita .
La velocidad de enfriamiento afecta la estructura y propiedades de la mezcla de ferrita + cementita. Como resultado, puede obtener cualitativamente idéntico, pero llamado de manera diferente:
- Perlita: obtenida por enfriamiento lento, generalmente junto con un horno masivo con inercia térmica, es decir, por recocido . Propiedades aproximadas: dureza - 200 HB, resistencia a la tracción - 600 MPa, límite elástico - 300 MPa.
- Sorbitol - obtenido por enfriamiento en aire (normalización). Dureza - 300 HB, resistencia a la tracción - 1000 MPa, límite elástico - 500 MPa.
- Troostita: se obtiene a una velocidad de enfriamiento más alta, generalmente en algún tipo de aceite mineral. Dureza - 400 HB, resistencia a la tracción - 1400 MPa, límite elástico - 700 MPa.
- La bainita es una perlita ultradispersiva. Dureza - 40 - 55 HRC.
Literatura
- Perlita // Gran enciclopedia soviética en 30 vols.
- Bunin K. P. , Baranov A. A. Metalografía. - M. : Metalluria, 1970.
- Lakhtin Yu. M. , Leontyeva V. P. Ciencia de los materiales, M. , 1990
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