Fundiciones Comunes 67 50 Materiales Ferrosos y sus

Fundiciones Comunes 67. 50 Materiales Ferrosos y sus aplicaciones

Temas a Desarrollar n Generalidades n Tipos de fundiciones de hierro n Fundición Blanca n Fundición Gris Laminar n Fundición Gris Nodular n Fundición Maleable n Estadística de producción

Generalidades Laminar Fundición Gris Esferoidal Blanca Hierros Fundición Maleable Fundiciónes Ferrosas Negra Fundición Blanca Aceros

Generalidades n FUNDICION PIEZA FUNDIDA: se generaliza a todas las piezas obtenidas por colado. n FUNDICION HIERRO FUNDIDO: se refiere a aleaciones ferrosas con 2% - 4, 5% de C obtenidas por colado. n Fundiciones comunes: Se llama así a aquellas aleaciones de hierro que no contienen aleantes.

Generalidades n n n Son básicamente aleaciones de hierro y carbono, las cuales contienen mas carbono del necesario para saturar la austenita a temperatura eutéctica (2% - 4, 5%) Baja ductilidad. Propiedades mecánicas inferiores al acero, Menor punto de fusión y mayor fluidez, por ende mejor colabilidad. Menor costo total Aceptan T. T y dan un amplio rango de propiedades mecánicas.

Generalidades d Liquid g+ L Austenite Aceros al carbono 910˚C 723˚C g + Fe 3 C L + Fe 3 C Fund De Hierro a+g a 0% a + Fe 3 C 0. 8% ~2% ~3%

Generalidades q Variables de una fundición: n El Carbono equivalente CE Velocidad de enfriamiento. Aleantes n n Un CE mayor de 4, 3% favorece la precipitación del carbono en forma de grafito, promoviendo las fundiciones de tipo gris. Un CE menor a 4, 3% (hipoeutectico) lleva a la formación de austenita primero, promoviendo las fundiciones de tipo blanco.

Generalidades q El aumento del Carbono produce: n Mayor sensibilidad al temple Mayor dureza Menor tenacidad Combinado con Si, aumento del grafito libre n n n

Generalidades q El aumento del Si produce: n Mayor precipitación de grafito. Mayor formación de ferrita Menor resistencia a la tracción Menor templabilidad Menor dureza Mejora resistencia a escamado n n n

Generalidades q n n n El aumento del Mn produce: Menor precipitación de grafito Estabilizador de perlita Mayor resistencia a tracción Mayor dureza Contrarresta efectos negativos del azufre

Generalidades q El aumento del Cobre produce: n Estabiliza perlita No forma carburos Se complementa con el Molibdeno n n

Generalidades q El aumetno del Molibdeno produce: n Mayor templabilidad Afino de grano Mayor dureza y tenacidad n n

Generalidades q El aumento del Vanadio Produce: n Fuerte formación de carburos Aumenta templabilidad n

Generalidades q n n n Inoculantes: Silicio como grafitizador Magnesio / Cerio como esferoidizantes Telurio / Bismuto y Vanadio formadores de carburos

Generalidades q n n Velocidad de enfriamiento La precipitación del grafito, difusión del carbono y la matriz dependen fundamentalmente de la velocidad de enfriamiento A una misma composición química, las propiedades mecánicas variarán al variar la sección. Mayor sección y/o menor velocidad de enfriamiento favorecen la formación de fundición gris y ferrita. Menor sección y/o menor velocidad de enfriamiento dificultan la precipitación de grafito y fomentan la formación de fundición blanca.

Tipos de hierros fundidos El método de clasificación es de acuerdo a su estructura metalográfica. Las variables a considerar son: - Procentajes de Carbono y Silicio - Geometría del carbono en la microestructura - Porcentaje de aleantes si los hubiera - Velocidad de enfriamiento - Tratamiento térmico Fundición Gris Laminar C en forma de grafito en laminas Fundición Gris Nodular C en forma de grafito en esferoides Fundición Blanca C en forma de carburos Fundición maleable C en forma de grafito compacto

Fundición blanca q Definicíón: n Es una fundición de hierro sin aleantes, con menor contenido de Carbono y Silicio, lo que produce un material muy duro y frágil con nula tenacidad.

Fundición blanca q Microestructura: n Son aleaciones hipoeutécticas, con matríz de cementita y perlita, sin grafito libre

Fundición blanca q Propiedades: n Alta dureza, de 40 a 55 HRC Tracción a rotura hasta 480 Mpa Resistencia al desgaste y abrasión muy buenas Nula ductilidad En espesores gruesos tiende a formar gris laminar en el núcleo. Maquinabilidad pobre. n n n q n Normas No existen

Fundición blanca q Aplicaciones n Debido a su excesiva dureza y fragilidad, su uso está limitado a aplicaciones que no conllevan impacto. Típicamente para resistir desgaste y abrasión en piezas de maquinaria para molienda de áridos e industria minera en general.

Fundición Gris Laminar q Características n Son aleaciones de Fe-C-Si, donde el Carbono es superior al de los aceros (2, 5 a 4, 5%). y se presenta como grafito libre en láminas y combinado en forma de carburos. Bajo costo (0, 3 a 0, 4 veces el acero al carbono) Baja ductilidad y resistencia a la tracción Baja temperatura de colado Excelente estabilidad dimensional Las láminas de grafito le dan las características fundamentales: Fractura de color gris, de donde proviene su nombre. n n n

Fundición Gris Laminar q Microestructura n Matríz ferrítica o Perlítica con grafito libre en forma de láminas Baja velocidad de enfriamiento Alto Silicio Alto carbono equivalente n n n Matríz Perlítica Matríz Ferrítica

Fundición Gris Laminar q Forma del grafito n Tipo A - Uniforme Tipo B - Rosetas Tipo C - Superpuesto Tipo D - Interdendritico segregado aleatorio Tipo E - Interdendritico segregado orientado Esto afecta fuertemente las propiedades mecánicas n n n

Fundición Gris Laminar

Fundición Gris Laminar q Aplicaciones: n Blocks de motor, camisas, carcasas Tambores de freno, volantes de inercia Bancadas, bases y soportes de máquinas Moldes para vidrio, lingoteras, piezas para hornos industriales. n n n

Fundición Gris Laminar q Propiedades: n n Maquinabilidad excelente Ductilidad baja Resistencia al impacto baja Alta atenuación de vibraciones Alta conductividad térmica Buena resistencia al desgate. q Normas n IRAM 629 ASTM A 48, A 126 y A 159 n n n

Fundición Gris Nodular q Características: n Inoculación con Ce o Mg, causa que el grafito se precipite en forma de esperoides en lugar de láminas Son aleaciones de Fe-C-Si, donde el Carbono es superior al de los aceros (2, 5 a 4, 5%) Bajo costo (0, 65 veces el acero al carbono) Muy buena ductilidad y resistencia a la tracción Baja temperatura de colado Excelente estabilidad dimensional n n n

Fundición Gris Nodular q Microestructura n Matríz ferrítica o Perlítica con grafito libre en forma de esferas Baja velocidad de enfriamiento Alto Silicio Alto carbono equivalente n n n Matríz Ferrítica Matríz Perlítica

Fundición Gris Nodular q Forma del grafito: n Esferas de grafito distribuídas en la matríz Distribución uniforme o aleatoria Tamaño uniforme o aleatorio n n

Fundición Gris Nodular

Fundición Gris Nodular q Aplicaciones: n Industria automotríz Cañerías y accesorios Piezas de máquinas sometidas a impacto n n

Fundición Gris Nodular q Propiedades n n Resistencia mayor a la Gris Laminar Gran ductilidad Costo menor al acero Excelente maquinabilidad q Normas n IRAM A 700 ASTM A 536 n n n

Fundición Maleable q Características n Grafito en forma de rosetas o nódulos irregulares Matríz Ferritica, Perlítica o Martensítica Obtenida por T. T. de fundición blanca Existen 2 grandes variantes: q Corazón Negro q Corazón Blanco n n n

Fundición Maleable q Maleable Corazón Negro: Bajo contenido de carbono ¨ Hasta 36 horas a 940˚C en atmósfera neutra ¨ La pieza no se decarbura, sino que el carburo de hierro se descompone y precipita grafito libre formando nódulos irregulares, y tranformando la matríz en ferrítica/perlítca. Está limitada en espesor (máx 30 mm), ya que al aumentar éste, se dificulta la difusión del carbono y controlar la velocidad de enfriamiento, con el riesgo de formación de láminar.

Fundición Maleable q Maleable Corazón Negro: .

Fundición Maleable q Maleable Corazón Blanco: ¨ ¨ ¨ Alto Carbono y admite mayor contenido de Si Hasta 36 h a 940˚C en atmósfera oxidante. Enfriamiento lento a 870˚C, luego al aire La superficie es 100% ferrítica, permitiendo que sea soldable. Está limitada en espesor (máx 30 mm), La pieza se decarbura desde el exterior hacia el núcleo por la difusión del carbono del interior hacia el exterior bajo la acción oxidante que rodea la pieza. Al aumentar el espesor, el proceso se dificulta y resulta en una maleable menos tenaz y más dura.

Fundición Maleable q Maleable Corazón Blanco:

Fundición Maleable q n n n q n n Propiedades Comportamiento similar a la fundición Nodular Buena resistencia al impacto Buena tenacidad y alargamiento Buena maquinabilidad Las piezas pueden deformarse por los ciclos térmicos. Normas IRAM U-500 – 526 / 531 ASTM A 47, A 197, A 220 y A 602

Fundición Maleable q Aplicaciones n Mejor en espesores mas finos (<30 mm) donde la nodular no es práctica. Uso Automotríz ¨ Transmisiones, soportes de suspensión, Componentes de dirección, diferencial, ejes, bielas, etc. Componentes rodantes de ferrocarril Accesorios de cañerías roscados. n n n

Estadísticas de producción

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