Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

TEMA 7: METAL·LÚRGIA I SIDERÚRGIA - Coggle Diagram

- - - - Àrea de fase líquida + sòlida: per a qualsevol punt situat en aquesta àrea, l'aliatge sempre contindrà una part de la massa en fase sòlida i l'altra part en fase líquida.
        
        Àrea de fase sòlida: per sota de la línia de sòlid, l'aliatge sempre es trobarà en fase sòlida.
        
        Àrea de fase líquida: per damunt de la línia de líquid, l'aliatge sempre es trobarà en fase líquida.
      - Els diagrames d'equilibri presenten un mínim a la línia de líquids. Aquest valor mínim sempre coincideix amb la línia de sòlids. La proporció que correspon a aquest punt és molt important i s'anomena proporció eutèctica. Paral·lelament, el punt s'anomena punt eutèctic i la temperatura que li correspon es coneix també per temperatura eutèctica*.
        
        Els aliatges de proporcions eutèctiques són molt importants perquè:
        
        Se solidifiquen a una temperatura constant.
        
        La temperatura de solidificació és la més baixa de totes les possibles amb els components que formen la mescla.
        
        Són mescles finíssimes i íntimes de cristalls purs dels elements d'aliatge.
  - - - Punt de fusió: 1539 ºC.
      - Color: blanc grisós.
      - Densitat: 7,87 g/cm3.
      - Propietats mecàniques: dúctil i mal·leable.
      - Altres propietats: bon conductor elèctric i fàcilment magnetitzable.
    - - Varietats al·lotròpiques: Són les diferents estructures cristal·lines en què pot solidificar un metall pur.
      - Si fonem una massa de ferro pur fins a aconseguir que es trobi en fase líquida, i la deixem refredar molt lentament, podrem observar el procés següent:
        
        Als 1539 ºC la temperatura es manté constant mentre tota la massa passa a la fase sòlida. L'estructura del ferro sòlid, a partir d'aquest moment, correspon a la varietat delta (𝛅).
        
        La temperatura continua baixant lentament fins que als 1390 ºC es torna a mantenir constant mentre tota la massa canvia la seva estructura cristal·lina i passa a la varietat gamma (𝛄).
        
        Continua després el descens de temperatura fins a arribar als 900 ºC. Aquesta temperatura es manté constant mentre la massa canvia a la varietat beta (𝛃).
        
        Finalment, hi ha un descens de temperatura fins als 750 ºC, quan l'estructura torna a canviar i s'obté la varietat alfa (𝛂), la qual es conserva fins que s'arriba a la temperatura ambient.
    - - Diagrama d'equilibri ferro-carboni:
        
        Líquid: a la zona superior tota la massa es troba en la fase líquida.
        
        Líquid + austenita: part de la massa es troba en fase líquida i part en fase sòlida en forma d'austenita.
        
        Líquid + cementita: part de la massa es troba en fase líquida i part en fase sòlida en forma de cementita.
        
        La resta de zones: tota la massa es troba en fase sòlida en formes diferents segons s'indica al diagrama.
- - - - Zona de deshidratació (aprox. 400 °C): el contingut d'humitat que puguin tenir les matèries primeres s'elimina en forma de vapor d'aigua.
      - Zona de reducció (aprox. 700 °C): el monòxid de carboni (CO) en forma de gas produït per la combustió del carbó de coc, segons la reacció:
        2C(sòlid) + O2(gas) → 2CO(gas) + calor
        puja pel forn i es combina amb l'oxigen del mineral per formar diòxid de carboni i ferro reduït:
        Fe2O3(sòlid) + 3CO(gas) → 2Fe(sòlid) + 3CO2(gas)
        El diòxid de carboni, en forma de gas, surt amb els fums per la part superior del forn.
      - Zona de carburació (aprox. 1200 °C): el carboni es combina amb el ferro formant l'aliatge fèrric.
      - Zona de fusió (aprox. 1800 °C): es produeix la fusió del ferro (aliat amb el carboni) que s'escola en forma líquida (ferro colat) en el fons del forn. La combinació de la calcària amb la sílice del mineral forma l'escòria que queda surant damunt del ferro colat.
  - - - És un recipient d'acer de forma cilíndrica i de tronc cònic a la part superior, amb un revestiment interior de ceràmica refractària i obert amb una boca de càrrega per la part superior.
      - El procés comença amb la càrrega del convertidor amb ferro colat en fase líquida, ferralla i calç (CaO). Tot seguit s'introdueix una llança (refrigerada per un circuit d'aigua) que injecta oxigen pur a pressió damunt el líquid.
      - Amb la calor produïda en les dues primeres reaccions s'aconsegueix mantenir tota la massa en fase líquida sense necessitat d'una font de calor externa. El procés es pot anar regulant (afegint-hi calç, introduint-hi més oxigen o ferralla...) segons l'aspecte de les mostres que es van obtenint. Un cop l'acer té les proporcions de carboni, silici i fòsfor desitjades, es cola en uns motlles o recipients adequats. L'escòria que roman al convertidor serà extreta posteriorment i aprofitada com a fertilitzant dels camps de conreu, especialment per la seva riquesa en fòsfor.
    - - Consisteix en un recipient d'acer refrigerat externament per un circuit d'aigua i recobert internament per ceràmica refractària. Aquest recipient es tanca amb una coberta que disposa de tres elèctrodes de grafit als quals els és aplicat un fort corrent elèctric trifàsic.
      - Dins del forn s'introdueix el ferro colat (en fase líquida per estalviar energia), la ferralla oxidada (que aporta l'oxigen) i la calç (per formar l'escòria). Com que el ferro colat i la ferralla són conductors, reben descàrregues elèctriques en forma d'arcs voltaics des dels elèctrodes, amb la qual cosa n'augmenta la temperatura. Es poden afegir, durant el procés, les quantitats necessàries d'elements d'aliatge per obtenir els acers aliats.
        Un cop tenim la composició de l'acer dins dels marges desitjats, es cola, bé en motlles o recipients adequats, o bé directament en una instal·lació especial anomenada colada contínua, per a la seva transformació posterior en productes semielaborats.
      - El forn elèctric permet un control molt precís de la temperatura i de la composició de l'acer. És molt indicat per obtenir acers especials, ja que pot fondre elements d'aliatge com ara el molibdè i el tungstè, que tenen unes temperatures de fusió molt elevades.
- - - - Colar-los en un motlle i deixar-los refredar. D'aquesta manera s'obté un lingot al qual es donarà una nova forma posteriorment.
      - Colar-los en uns canals per on els donen forma de barra de secció rectangular mentre circulen directament fins a la secció de laminatge (colada contínua). Com que no es deixen refredar totalment, el laminatge posterior es fa en calent.
  - - - G (kg/m) és la densitat lineal; és a dir, la massa que té el perfil per unitat de llargària.
      - A (mm2) és la secció del perfil; és a dir, la superfície d'un tall transversal.
      - AL (m2/m) és la superfície lineal, la superfície total exterior per cada unitat de llargària.
      - AG (m2/t) és la superfície màssica, la superfície total exterior per cada tona (t) de massa.
- - - - Escalfament de l'acer fins que tota la massa es transformi en austenita. Segons el tant per cent de carboni, la temperatura a què cal arribar serà més alta o més baixa.
      - Refredament ràpid per assegurar que tota l'austenita es transforma en martensita.
    - - Aigua
      - Olis minerals (derivats del petroli)
      - Plom fos
      - Mercuri
      - Sals foses
      - Aire a temperatura ambient
  - - - Recuita de regeneració: per a acers amb un contingut de carboni > 0,6 %.
      - Recuita globular supercrítica: per a acers aliats i per a eines. La temperatura màxima és superior a la de formació d'austenita.
      - Recuita d'estovament: és un tractament idèntic al revingut però que s'aplica a peces que no han estat prèviament trempades. S'utilitza per a acers aliats de gran resistència, ja que si se'ls aplica una recuita de regeneració no es podria evitar el tremp de la peça en el refredament.
      - Recuita contra acritud: per eliminar l'acritud produïda en els processos de conformació en fred.