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Un acero al carbono simple eutectoide con 0.80% C se enfría lentamente desde 750°C hasta una temperatura apenas por abajo de 723°C . Suponiendo que la austenita se transforme totalmente en ferrita α y cementita: a) Calcule el porcentaje en peso de ferrita eutectoide que se forma. b) Calcule el porcentaje en peso de cementita eutectoide que se dorma. Con referencia a la figura 9 . 6, dibujamos primero una línea de conexión apenas por abajo de 723°C desde el límite de la fase de ferr ita a hasta el límite de la fase de Fe3C y se indica la composición de 0.80% C sobre la línea como se muestra en la siguiente figura:

a) La fracción en peso de ferrita se calcula a partir de la relación entre el segmento de la línea de conexión a la derecha de 0.80% C en toda la longitud de dicha línea. Al multiplicar por 100% se obtiene el porcentaje en peso de ferrita: %en peso de ferria = (6.67 − 0.80)/( 6.67 − 0.02) × 100 % = (5.87 /6.65)× 100 % = 88.3 % b) El porcentaje en peso de cementita se calcula en forma similar, utilizando la relación entre el segmento de la línea de conexión a la izquierda de 0.80% C y toda la longitud de esa línea, y multiplicando después por 100 por ciento: %en peso de cementita = (0.80 − 0.02)/(6.67-0.02)× 100 % = (100 % = 11.7 % Un acero al carbono simple que contiene 0.8% C se conoce como acero eutectoide porque cuando la austenita de esta composición es enfriada lentamente a menor temperatura de la eutectoide se forma una estructura totalmente eutectoide de ferrita α y Fe3C. Cuando un acero al carbono simple contiene menos de 0.8% C se llama acero hipoeutectoide, y si el acero contiene más de 0.8% C se le llama acero hipereu-tectoide. Un acero al carbono simple hipoeutectoide que se enfrió lentamente desde la región austenítica hasta la temperatura ambiente contiene 9.1 por ciento en peso de ferrita eutectoide. Suponiendo que no hay cambio de estructura con el enfriamiento desde una temperatura ligeramente inferior a la temperatura eutectoide hasta la temperatura ambiente, ¿cuál es el contenido de carbono en el acero? Solución Sea x = el porcentaje en peso de carbono en el acero hipoeutectoide. Ahora puede usar se la ecuación que relaciona la ferrita eutectoide con la ferrita total y la ferrita proeutec toide, que es

Ferrita eutectoide =ferrita total −ferrita proeutectoide 0.091 =( 6.67 – x)/( 6.67 − 0.02) – (0.80 – x)/( 0.80 –0.02) Ferrita

Ferrita

Eutectoide total

Ferrita proeutectoide

o bien 1.28 x − 0.150 x = 0.091 − 1.003 + 1.026 = 0.114 x =0.114 /1.13=0.101%C Trozos pequeños y delgados de tiras de acero 1080 de 0.25 mm de espesor laminadas en caliente son calentados durante 1 h a 850°C y después se les dan los tratamientos térmicos mencionados en la lista siguiente. Usando el diagrama de transformación isotérmica de la figura 9 . 23, determine las microestructuras de las muestras después de cada tratamiento térmico. a) Templado con agua a temperatura ambiente. b) Templado en caliente en sal fundida a 690°C y manteni do 2 h; templado en agua. c) Templado en caliente a 610°C y mantenido 3 min ; templado en agua. d) Templado en caliente a 580°C y mantenido 2 s ; templado en agua. e) Templado en caliente a 450°C y mantenido 1 h ; templado en agua. f) Templado en caliente a 300°C y mantenido 30 min ; templado en agua. g) Templado en caliente a 300°C y mantenido 5 h ; templado en agua. Solución Los patrones de enfriamiento se muestran en la figura EP 9 . 4 y las microestructuras obtenidas aparecen en la siguiente lista: a) Solamente martensita. b) Sólo perlita gruesa. c) Sólo perlita fina. d) Aproximadamente 50% de perlita fina y 50% de martensita. e) Sólo bainita superior. f) Aproximadamente 50% de bainita inferior y 50% de martensita. g) Sólo bainita inferior

Calcule el porcentaje teórico en peso de la fase θ que se podría formar a 27°C (temperatura ambiente) cuando una muestra de aleación Al-4.50% en peso se enfría muy lentamente a partir de 548°C. Suponga que la solubilidad de sólidos del Cu en Al a 27°C es 0.02% en peso y que la fase θ contiene 54.0% en peso de Cu. Solución Primero se dibuja una línea de conexión xy en el diagrama de fases Al-Cu a 27°C entre las fases α y θ, como se muestra en la figura PE 9 . 5 a. A continuación, se indica el punto en que la composición tiene 4.5% de Cu en z. La relación xz dividida entre la línea de conexión completa xy ( figura PE 9 . 5 b) da la fracción en peso de la fase θ. Así, %  en peso = (4.5-.0.02)/(51-0.02x)100 % = 8.3 %