Practica N4

PRACTICA N.
NORMALIZADO
1) OBJETIVOS:
 Evidenciar la alotropía del hierro fisurando las probetas.
 Analizar la conductividad térmica de las probetas.
2) FUNDAMENTO TEORICO:
 ALOTROPIA DEL HIERRO
El hierro es un metal alotrópico, es decir, su estructura cristalina sufre variaciones con la

temperatura. En el hierro puro (Fe), estas transformaciones alotrópicas se dan a unas
determinadas temperaturas (cabe destacar que en los materiales cristalinos los puntos de
fusión están bien definidos, al contrario que en los amorfos).
Por encima de la
temperatura de solidificación
del Fe (1539 ºC), éste se
encuentra en estado líquido.
En el intervalo de
temperaturas que abarca
desde los 1400 ºC a 1539 ºC
se encuentra el hierro delta
(Fe δ). La estructura cristalina
de esta variedad es cúbica
centrada en el cuerpo (BCC),
con una longitud de arista de
0.293 nanómetros.
El hierro sigue enfriándose,

hasta alcanzar la temperatura
de 910 ºC. Durante todo este
proceso, el hierro tiene una
estructura cristalina cúbica
centrada en las caras (FCC),
con una longitud de arista
igual a 0.3646 nanómetros. A esta variedad de hierro se la denomina hierro gamma (Fe γ).
Entre los 910 ºC y los 768 ºC se produce una nueva variedad de hierro, el hierro beta (Fe β). Si
bien durante este intervalo de temperaturas no se aprecia un cambio de estructura cristalina y
no es una forma alotrópica (sigue siendo una estructura BCC –cúbica centrada en el cuerpo-
correspondiente al hierro alfa), es importante destacar que a partir de los 768 ºC, punto
denominado Temperatura de Curie, el hierro pierde sus propiedades magnéticas (este proceso
es reversible volviendo a enfriar a temperaturas por debajo de Curie).
La última variedad del hierro es el hierro alfa (Fe α), que se da en temperaturas inferiores a
los 768 ºC. Esta última forma alotrópica se caracteriza por una estructura cristalina centrada
en el cuerpo (BCC) con una longitud de arista de 0.286 nanómetros.
Estas transformaciones alotrópicas van asociadas a variaciones de volumen, tal y como se

muestra en la gráfica. Se podría deducir que un incremento de temperatura produciría un
aumento de volumen del hierro. En efecto, debido a una misma ley de dilatación, se produce
el aumento de volumen en el caso de Fe α y Fe δ. Sin embargo, observamos como a 900 ºC se
produce una repentina contracción volumétrica y a 1400 ºC se produce una expansión
volumétrica.
Estas discontinuidades pueden explicarse mediante los cambios alotrópicos (de α a γ y de γ a
δ), ya que los factores de empaquetamiento atómico de las estructuras cristalinas asociadas a
las formas alotrópicas del hierro son distintos. Así, tenemos que:
 El hierro alfa presenta una

estructura BCC con un factor de
empaquetamiento igual a 0.68. Esto
quiere decir que tiene el 68% del
volumen total de la celda
unitaria ocupada por átomos de
hierro.
 El hierro gamma presenta una

estructura FCC cuyo factor de
empaquetamiento es el de máxima
compacidad (0.74). Es decir,
el 74% del volumen total
está ocupado por átomos de hierro.
 Por último, el hierro delta presenta

de nuevo una estructura BCC con un
factor de empaquetamiento
de 0.68.
Podemos concluir, pues, que el hierro gamma es más denso que el hierro alfa y el
hierro delta (para una misma cantidad de volumen, habrá más masa de Fe).
Esto explica los cambios volumétricos definidos anteriormente:
 Si tenemos una cantidad de hierro alfa (de masa invariable), al promocionar a

hierro gamma, como la densidad de éste es mayor, el volumen ha de ser menor
para mantener la proporción.
 Al contrario, sucede en el paso de hierro gamma a hierro delta: como la densidad
del hierro delta es menor, el hierro gamma tendrá que expandirse
volumétricamente para mantener la proporción.
3) MATERIALES Y EQUIPOS:
 Probetas.
 Agua de caño.
 Fragua.
4) PROCEDIMIENTO:
a) Con las 3 probetas de acero de construcción, calentar una de ellas a 900 C y
enfriarlo en agua. La segunda calentarlo a 1200 C yenfriarlo en aguay la tercera
probeta analizar tal como viene de la siderurgia. Por ultimo volver a calentar las
probetas a 900 C y dejar enfriar al aire
b) Cuantificar la dureza y la densidad de las 3 probetas.

5) ANALISIS DE DATOS:
TOMA DE DATOS ANTES DEL NORMALIZADO
Sin tratamiento 900 C 1200 C
Diametros de fractura 11.06 0.14 9.11

(mm)
Angulo de Absorcion 56 4 25
Huella (mm) 3.75 2.20 3.21
TOMA DE DATOS DESPUES DEL NORMALIZADO
TODOS A 900 C
1 2 3
Diametros de fractura 8.21 7.89 9.11

(mm)
Angulo de Absorcion 15 20 25
Huella (mm) 3.86 3.81 3.21
 DETERMINACIONDE LA DUREZA:
DUREZA
SIN 900 1200
MUELLE S= 130.36mm2 S= 138.65mm2 S= 150.64mm2
B=0.26(Kg/mm2) B=0.25(Kg/mm2) B=0.23(Kg/mm2)
ACERO S= 67.06mm2 S= 65.76mm2 S= 59.31mm2

CORRUGADO
ACERO LISO S= 58.63mm2 S= 57.28mm2 S= 59.45mm2

𝒘
𝑹=
𝒔
𝑾 =𝑷∗𝒉
𝝅𝑫𝟐
𝑺=
𝟒
𝑷
𝑩=
𝑺
6) CONCLUSIONES:
 La alotropía del hierro se observa a temperaturas altas mientras menos % de
carbono se presente.
 La generación de fisuras depende del contenido de carbono presente y de la
velocidad de enfriamiento, por ello no se observo ninguna fisura en el acero liso
y en los demás a mas de 1000 (esto también depende mucho de la conductividad
térmica del material, a menor conductividad mayor probabilidad de que
aparezcan fisuras).
 A menor % de carbono, mayor conductividad térmica, por ende, menos
probabilidad de fisura
7) BIBLIOGRAFIA:
https://www.monografias.com/trabajos70/formas-alotrpicas-hierro-
combinaciones-carbono/formas-alotrpicas-hierro-combinaciones-
carbono.shtml
https://elrincondemaxwell.wordpress.com/2015/09/26/hierro-y-sus-formas-
alotropicas-contraccion-y-expansion-volumetrica/
http://recursosbiblio.url.edu.gt/Libros/2013/cmI/8-Aleaciones-hc.pdf
https://aceroplatea.es/docs/documento138.pdf
https://es.scribd.com/document/333553658/3-Alotropia-Del-Hierro

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El hierro es un metal alotrópico, es decir, su estructura cristalina sufre variaciones con la

El hierro sigue enfriándose,

Estas transformaciones alotrópicas van asociadas a variaciones de volumen, tal y como se

 El hierro alfa presenta una

 El hierro gamma presenta una

 Por último, el hierro delta presenta

 Si tenemos una cantidad de hierro alfa (de masa invariable), al promocionar a

b) Cuantificar la dureza y la densidad de las 3 probetas.

TOMA DE DATOS ANTES DEL NORMALIZADO

Sin tratamiento 900 C 1200 C

Diametros de fractura 11.06 0.14 9.11

Huella (mm) 3.75 2.20 3.21

TOMA DE DATOS DESPUES DEL NORMALIZADO

Diametros de fractura 8.21 7.89 9.11

Huella (mm) 3.86 3.81 3.21

SIN 900 1200

MUELLE S= 130.36mm2 S= 138.65mm2 S= 150.64mm2

B=0.26(Kg/mm2) B=0.25(Kg/mm2) B=0.23(Kg/mm2)

ACERO S= 67.06mm2 S= 65.76mm2 S= 59.31mm2

ACERO LISO S= 58.63mm2 S= 57.28mm2 S= 59.45mm2

B=0.59(Kg/mm2) B=0.60(Kg/mm2) B=0.58(Kg/mm2)

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