¿Qué sucederá cuando se aumente el porcentaje de carbono en un metal?

Gracias por la respuesta de A2A:

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Agregar carbono al hierro para hacer el acero lo hace más fuerte y más resistente, hasta cierto punto. Luego se volverá más fuerte pero menos resistente (es decir, como el hierro fundido). El carbono fortalece el hierro al distorsionar su cristalizado. Esta distorsión es similar en efecto al endurecimiento del trabajo. Desafortunadamente, es un efecto muy complejo y depende de cómo se trata el acero con calor y exactamente qué porcentaje de carbono se agrega (<4% en peso normalmente). No es cierto para todos los metales.

La efectividad de agregar carbono para fortalecer el metal depende del espaciamiento de los latices, la estructura cristalina y los posibles efectos químicos entre el metal y el carbono. El titanio y el vanadio pueden ser endurecidos por el carbono, pero pueden volverse frágiles o incluso más blandos. Hay una variedad de otras formas de endurecer metales. Agregar cobre al aluminio lo endurece bastante. La metalurgia es un campo interesante y cualquier texto básico sobre el tema debe responder a sus preguntas con más que suficiente detalle.

El aumento en el porcentaje de carbono da como resultado un aumento en la fragilidad del material y un aumento en la resistencia hasta cierto punto. Por ejemplo, Fe-500 tiene más contenido de carbono que Fe-415. El aumento en el porcentaje de carbono da como resultado una disminución en la ductilidad del material. El metal puro es bastante dúctil, pero a medida que se agrega carbono, su ductilidad disminuye.

la soldadura es más difícil cuando el porcentaje de carbono es mayor.

La resistencia a la fatiga del metal se ve afectada negativamente debido al aumento en el contenido de carbono.

Esta respuesta está específicamente relacionada con la aleación de hierro y carbono. Al principio, cuando el porcentaje de carbono es inferior al 6%, la aleación formada será la solución sólida de carbono en el hierro y formará aceros o hierro fundido. A medida que aumenta el porcentaje de carbono, aumenta la dureza de la aleación y disminuye la ductilidad. El hierro fundido tiene un mayor contenido de carbono que el acero, por lo tanto, el hierro fundido es duro que el acero. La formabilidad del hierro disminuirá con el aumento del contenido de carbono. Por encima del 6% de carbono, se formará un nuevo compuesto de hierro-carbono llamado cementita. la cementita es extremadamente dura y muy difícil de mecanizar.

En un metal, un elemento de aleación va a 2 sitios, a saber:

  1. sitios de celosía
  2. vacíos

El carbono, al ser de tamaño pequeño, va a los vacíos presentes en el metal. Así que solo piense cuando va a esta posición y luego cómo afecta a las propiedades:

  1. Restringirá el movimiento de los átomos en el sitio de la red, lo que da como resultado:
  1. aumento de fuerza
  2. disminución de la ductilidad
  • Propiedades direccionales
  • Tensión interna (ya sea de compresión o de tracción) dependiendo del tamaño del vacío.
  • El aumento del contenido de carbono en el metal (por ejemplo, acero) aumenta la dureza y la resistencia y mejora la templabilidad. Pero el carbono también aumenta la fragilidad y reduce la soldabilidad debido a su tendencia a formar martensita. Esto significa que el contenido de carbono puede ser tanto una bendición como una maldición cuando se trata de acero comercial.