FASES DEL ACERO

Austenita

La Austenita no es más que una fase cristalina del Hierro. En el caso del metal puro, “existe” en el rango de los 910ºC hasta los 1400ºC, aproximadamente. Básicamente es una dislocación de la estructura original del Hierro puro, es decir, la cúbica centrada en el espacio (fase alfa). A diferencia de ésta última, es más dúctil, maleable y densa, pero sobretodo, puede disolver más Carbono ya que sus cristales se “abren” de tal modo que los átomos de Carbono se “filtran” a través de estos cristales (o celdas) y permanecen allí, ya sea formando enlaces o simplemente de forma inerte, es decir, sin formar lazos, pero “atrapados” entre las redes formadas por los átomos de Hierro. 

Esta fase cambia su rango de “existencia” según el tipo de Acero del que estemos hablando, por ello la temperatura de 910 Cº sólo es indicativa para el Hierro metálico puro (99,99% o superior) o lo que es lo mismo, algunos Aceros entrarán en fase Austenita sobre los 700 Cº mientras que otros lo harán a partir de los 1200 Cº. La dependencia de estos cambios pivota en torno al contenido de Carbono de cada ejemplo. 

Cementita

Es el Carburo de Hierro por definición, con fórmula Fe3C. Se forma cuando hay suficiente Carbono en masa y el procedimiento de fabricación es marginal. Es una cerámica intermetálica (como el Carburo de Wolframio o de Cromo) que presenta gran dureza pero mucha fragilidad. En estado puro no tiene muchas aplicaciones y es metaestable pero existe en forma estable -dentro- de algunos Aceros con elevado contenido en Carbono. En resumen, es un compuesto químico no eutéctico de Hierro-Carbono. 

Grafito

No tiene mucho misterio. Tal como su nombre indica, se trata de Carbono elemental no disuelto -químicamente- en el Hierro. Se da de dos maneras: o bien el Acero ha sido elaborado pobremente, o se trata de Fundición. El Hierro puede disolver un máximo de 2.1% de Carbono en masa durante su fase de Austenita, a partir de este porcentaje, si queda algo de Carbono -dentro- del “caldo” de Hierro fundido una vez este se enfríe, no habrá unión química entre éste y el último. En otras palabras, el Grafito es el exceso de Carbono que el Hierro no es capaz de disolver. Tanto el “Grafito” como la Cementita son los principales constituyentes de la Fundición. 

Ferrita

Es una estructura cristalina, concretamente la cúbica centrada en el espacio. Disuelve menos Carbono que la Austenita (0.7 vs 2.1% aproximadamente) y es menos densa. En estado puro, el Hierro es 100% Ferrítico. Cuando hablamos del Acero, no obstante, nos referimos a la “Ferrita” cuando hablamos de Hierro sin combinar. 

Martensita

También es una estructura cristalina, pero no se considera una fase del Hierro ya que solamente puede existir en presencia de Carbono. Esto significa que el Hierro puro no la adoptará a ninguna temperatura en condiciones normales, e incluso en el caso de hacerlo, ésta se transformará en Ferrita de nuevo si no hay Carbono presente en masa. Por tanto, el Carbono es un -fijador- o -promotor- de la Martensita. Aún con todo, cabe destacar que el método para obtenerla no depende solamente de la presencia de Carbono, sino también (y más importante) de un adecuado tratamiento térmico consistente en calentar el Acero hasta el rojo y enfriarlo rápidamente ya sea con agua o aceite mineral (la segunda opción es de mayor calidad). La Martensita se explota por su mayor dureza (resistencia al desgaste) en comparación a la Ferrita y a la Austenita, pero es demasiado frágil en estado natural, por lo que hay que re-calentarla (tratamiento térmico) para proporcionarle la tenacidad suficiente como para ser útil desde el punto de vista mecánico.