159 Questions
¿Cuál es el proceso que sucede en la austenita cuando se enfría?
Se va empobreciendo en carbono
¿Qué es lo que forma la microestructura final de una fundición blanca hipoeutéctica?
Dendritos de perlita rodeados por el constituyente eutéctico o ledeburita
¿Cuál es la composición de la ledeburita en una fundición blanca hipoeutéctica?
Una fase matriz de cementita con regiones dispersas de perlita en su interior
¿Qué sucede con la austenita al llegar a la temperatura eutectoide?
Se transforma en perlita
¿Cuál es la temperatura a la que se produce la transformación de la austenita en perlita?
Temperatura eutectoide
¿Qué componen las fundiciones blancas a temperatura ambiente?
Perlita y cementita
¿Qué es el constituyente eutéctico que rodea a los dendritos de perlita en una fundición blanca hipoeutéctica?
Ledeburita
¿Cuál es el nombre de la fase que contiene regiones dispersas de perlita dentro de la cementita?
Pseudoledeburita
¿Cuál es la condición necesaria para obtener una estructura de matriz ferrítica en una fundición gris laminar hipoeutéctica?
Velocidad de enfriamiento muy lenta.
¿Qué es un eutéctico ternario que se forma en la fundición gris cuando hay P > 0,15%?
Estadita.
¿Qué sucede en la superficie de la fundición gris cuando se somete a tratamientos térmicos a alta temperatura en una atmósfera oxidante?
Se produce descarburación y la matriz se vuelve fundamentalmente ferrítica.
¿Cuál es el objetivo principal del recocido en las fundiciones grises?
Mejorar la maquinabilidad.
¿Qué sucede con la resistencia mecánica cuando se forma una matriz ferrítica en una fundición gris laminar hipoeutéctica?
Disminuye.
¿Cuál es la temperatura de fusión de la estadita?
930ºC.
¿Por qué es importante limitar el contenido de P en las fundiciones grises?
Porque forma una estadita dura y frágil.
¿Cuál es la forma en que se utilizan comúnmente las fundiciones grises?
Directamente en estado bruto de moldeo.
¿Cuál es el rango de temperatura para obtener una microestructura fina de gran dureza y resistencia al desgaste en fundiciones nodulares ADI?
200-260ºC
¿Cuál es la principal aplicación de las fundiciones dúctiles o nodulares en el sector de la automoción?
Fabricación de piezas de biela-manivela
¿Qué norma europea establece los principios básicos de construcción y ensayos de tipo para las tapas o registros?
Norma Europea EN 124:2015
¿Cuál es la principal ventaja de las fundiciones dúctiles o nodulares en comparación con las fundiciones grises?
Mejor resistencia y bajo coste
¿Qué tipo de proceso de fabricación se utiliza para fabricar tuberías utilizando fundiciones dúctiles o nodulares?
Colada centrifugada
¿Cuál es la aplicación principal de las fundiciones dúctiles o nodulares en el sector de la construcción?
Fabricación de tapas o registros
¿Qué tipo de ensayos se realizan para evaluar la resistencia de las tapas o registros según la Norma Europea EN 124:2015?
Ensayos de tipo
¿Cuál es el nombre técnico para las tapas o registros según la Norma Europea EN 124:2015?
Dispositivos de cubrimiento y de cierre
¿Cuál es el objetivo principal del tratamiento de normalizado en la fundición?
Obtener una microestructura de perlita fina
¿Qué proceso ocurre durante el enfriamiento posterior al aire en la fundición?
Formación de perlita fina
¿Qué es lo que se forma durante la etapa I del tratamiento de austempering en la fundición ADI?
Ferrita acicular
¿Por qué la austenita no transformada no se transforma en martensita en el enfriamiento posterior al aire en la fundición ADI?
Porque Mf < RT
¿Qué es lo que se agrega a la fundición ADI para mejorar su templabilidad?
Ni, Mo y Cu
¿Cuál es el rango de temperatura para la austenización en el tratamiento de austempering?
840-950ºC
¿Qué es lo que se forma durante la etapa II de transformación de la austenita en el tratamiento de austempering?
Bainita
¿Cuál es el efecto de la presencia de 2-3% de silicio en el tratamiento de austempering?
Favorece la formación de ferrita acicular
¿Qué caracteriza la microestructura de las fundiciones atruchadas?
Grafito y ledeburita
¿Por qué son difíciles de mecanizar las fundiciones atruchadas?
Por la combinación de carbono libre y combinado
¿Qué sucede en la periferia de las fundiciones atruchadas en coladas de piezas pequeñas?
Solidifica metaestablemente
¿Cuál es la característica común de las fundiciones atruchadas y grises?
Presentan grafito
¿Por qué son más baratas las piezas de fundición que las de acero?
Por emplearse instalaciones menos costosas
¿Qué permite la obtención de piezas complicadas en fundiciones?
La facilidad de lograr buena fluidez
¿Qué sucede en la estructura de las fundiciones atruchadas cuando las piezas son muy pequeñas?
Se forma una estructura de fundición blanca
¿Qué es lo que se puede dar en coladas de piezas pequeñas en fundición que era potencialmente gris?
Fundiciones atruchadas
¿Cuál es la composición recomendada para la obtención de fundiciones nodulares?
3,2-4,0 %C, 1,2-2,8 %Si, 0,18-0,80 %Mn, 0,01-0,1 Mg%, %S < 0,02, %P < 0,06
¿Cuál es el problema que se puede presentar si no se realiza un enfriamiento muy lento hasta 650ºC?
La formación de perlita en la región central de la pieza.
¿Cuál es el elemento que se añade para impedir la formación de grafito laminar y fomentar la aparición de una fundición blanca?
Magnesio
¿Qué es lo que caracteriza la microestructura final de las fundiciones maleables europeas?
Una microestructura no uniforme con ferrita en la superficie y perlita en el centro.
¿Cuál es la microestructura típica de una fundición nodular?
Esferoides de grafito rodeados por aureolas de ferrita sobre un fondo de perlita
¿Cuál es la composición típica de las fundiciones maleables europeas?
2,7-3,2 %C, 0,6-0,9 %Si, 0,2-0,5 %Mn y 0,08-0,25 %S.
¿Qué sucede con la microestructura de la fundición nodular justo después de la solidificación?
Se forma una matriz de austenita con esferoides de grafito
¿Qué propiedad caracteriza a las fundiciones maleables europeas?
Resistencia a la tracción media y ductilidad alta.
¿Por qué las fundiciones maleables europeas son utilizadas en aplicaciones en agua marina?
Por su resistencia a la corrosión en agua marina.
¿Cuál es el objetivo del proceso de nodulización?
Obtener una microestructura de grafito esferoidal
¿Cuál es la ventaja de las fundiciones maleables europeas en cuanto a la fabricación de piezas?
Permite la fabricación de piezas de formas complejas.
¿Qué sucede con la austenita en el enfriamiento posterior?
Se transforma en perlita
¿Cuál es la característica de las piezas de muy bajo espesor de fundiciones maleables europeas?
Tienen muy buena soldabilidad.
¿Por qué es importante limitar el contenido de azufre en la composición de la fundición nodular?
Para evitar la formación de MgS
¿Cuál es la ventaja principal de las fundiciones dúctiles o nodulares en comparación con las fundiciones grises?
Mayor resistencia a la tracción
¿Cuál es la aplicación principal de las fundiciones maleables europeas?
En la construcción de barcos.
¿Cuál es la principal razón por la que las fundiciones están específicamente diseñadas para ser utilizadas en procesos de fabricación por moldeo?
Porque tienen una buena fluidez y un moderado margen de solidificación
¿Qué tipo de matriz se forma en una fundición gris laminar hipoeutéctica cuando la velocidad de enfriamiento es muy lenta?
Ferrítica
¿Qué es lo que limita el contenido de silicio en las fundiciones ordinarias?
La máxima solubilidad del silicio en la austenita
¿Por qué no se pueden conformar las fundiciones por forja?
Porque son muy poco deformables
¿Cuál es el efecto de la esteadita en la resistencia mecánica de una fundición gris?
Disminuye la resistencia
¿Cuál es el rango de composición del carbono en las fundiciones ordinarias?
1,8-4,5%
¿Qué sucede en la superficie de la fundición gris cuando se somete a tratamientos térmicos a alta temperatura en una atmósfera oxidante?
Se produce una descarburación en superficie
¿Cuál es el objetivo principal del tratamiento de normalizado en la fundición?
Obtener una microestructura de perlita fina
¿Qué es lo que caracteriza las propiedades mecánicas de las fundiciones en comparación con las aleaciones de forja?
Son inferiores
¿Qué sucede durante el enfriamiento posterior al aire en la fundición?
Se produce la transformación eutectoide
¿Cuál es el objetivo principal del recocido en las fundiciones grises?
Mejorar la maquinabilidad
¿Qué es lo que se agrega a la fundición ADI para mejorar su templabilidad?
Níquel y molibdeno
¿Qué es lo que se puede agregar a las fundiciones para mejorar sus propiedades?
Todos los anteriores
¿Qué sucede con la resistencia mecánica cuando se forma una matriz ferrítica en una fundición gris laminar hipoeutéctica?
Disminuye
¿Cuál es el resultado de la baja viscosidad de la fase líquida en las fundiciones?
Una buena fluidez
¿Cuál es el rango de temperatura para la austenización en el tratamiento de austempering?
840-950°C
¿Por qué es importante limitar el contenido de P en las fundiciones grises?
Para evitar la formación de esteadita
¿Qué caracteriza la microestructura de las fundiciones ADI?
Una matriz ferrítica con perlita
¿Cuál es la forma en que se utilizan comúnmente las fundiciones grises?
En estado bruto de moldeo
¿Qué es lo que hace posible la obtención de piezas con formas complejas en las fundiciones?
La baja viscosidad de la fase líquida
¿Cuál es el nombre del eutéctico ternario que se forma en la fundición gris cuando hay P > 0,15%?
Estadita
¿Cuál es el efecto de la presencia de 2-3% de silicio en el tratamiento de austempering?
Favorece la formación de bainita
¿Qué es lo que se forma durante la etapa I del tratamiento de austempering en la fundición ADI?
Ferrita acicular
¿Por qué la austenita no transformada no se transforma en martensita en el enfriamiento posterior al aire en la fundición ADI?
Porque la austenita se enriquece en carbono
¿Cuál es el efecto del silicio en el diagrama de equilibrio?
Desplaza el porcentaje de carbono de la eutéctica hacia la izquierda
¿Qué sucede con la máxima concentración de carbono en la austenita en presencia de silicio?
Se desplaza según la expresión 2,06+0,15xSi%
¿Cuál es el efecto del fósforo en el diagrama de equilibrio?
Desplaza los puntos eutéctico y de máxima solubilidad del carbono en la austenita
¿Qué sucede con la austenita en presencia de silicio y enfriamiento lento?
Se forma grafito
¿Qué es el concepto de 'carbono equivalente'?
Indica qué porcentaje de carbono hay que considerar a la hora de situar la fundición en el diagrama Fe-C
¿Qué elementos favorecen la formación de grafito en las fundiciones?
Elementos que incrementan el potencial grafitizante
¿Qué sucede con la velocidad de enfriamiento en la formación de grafito?
Enfriamientos lentos favorecen la formación de grafito
¿Qué sucede con la formación de carburos en las fundiciones?
Enfriamientos rápidos favorecen la formación de carburos
¿Cuál es el elemento que se disuelve los preagrupamientos atómicos hierro-carbono (Fe-C) en la solidificación?
Si
¿Cuál es la reacción que ocurre en la solidificación estable de una fundición en presencia de silicio?
Líquido dendritos austenita (primaria) + líquido eutéctico
¿Qué factor determina la velocidad de solidificación en la cinética de las reacciones de solidificación?
Velocidad de enfriamiento
¿Qué es el resultado de la descomposición del carburo eutéctico?
La formación de un germen de grafito
La clasificación de las fundiciones se puede realizar según su color de fractura. ¿Cuál es la característica principal de las fundiciones blancas?
Se caracterizan por tener una superficie de fractura con aspecto claro, cristalino y brillante.
La fórmula Ceq = %C + (%Si + %P)/3 se utiliza para determinar el tipo de fundición. ¿Qué ocurre si Ceq es inferior a 4,3?
La fundición es hipoeutéctica.
¿Qué determina la velocidad de crecimiento de los gérmenes de grafito?
Todos los anteriores
Durante la solidificación y enfriamiento hasta temperatura ambiente, las fundiciones blancas evolucionan según ¿qué diagrama?
Diagrama Fe-C metaestable.
¿Qué tipo de grafito se forma si el número de gérmenes es grande y la velocidad de solidificación es alta?
Láminas cortas de grafito
¿Qué tipo de microestructura se forma en las fundiciones blancas hipoeutécticas a 1148°C?
Estructura eutéctica constituida por austenita más cementita.
¿Qué elementes favorecen la solidificación metaestable?
Cr, Mo, W
¿Cuál es el objetivo principal de impedir la aparición de grafito en las fundiciones blancas?
Obtener cementita.
¿Qué es lo que determina la velocidad de nucleación de nuevos gérmenes de grafito?
El contenido de silicio
¿Cuál es la principal ventaja de la fundición nodular con respecto a la maleable?
Se obtiene directamente de fusión sin necesidad de tratamiento térmico posterior
¿Qué sucede con la resistencia a tracción en función de las diferentes morfologías de grafito?
Varía directamente
¿Qué variable influye en la microestructura final de las fundiciones?
Todas las opciones anteriores.
¿Qué es lo que caracteriza la microestructura final de la fundición dúctil?
La presencia de grafito nodular rodeado de matriz ferrítica
¿Qué caracteriza la microestructura final de las fundiciones atruchadas?
Presentan una microestructura que se forma según el diagrama Fe-C metaestable y que contiene tanto Fe3C como grafito.
¿Qué sucede en la superficie de las fundiciones grises cuando se someten a tratamientos térmicos a alta temperatura en una atmósfera oxidante?
Se forma una capa de óxido.
¿Qué es lo que puede aparecer si no se controla el contenido en fósforo en la fundición dúctil?
La formación de estadita
¿Qué tipo de matrices se obtienen con enfriamientos lentos o con un recocido en la fundición dúctil?
Matrices ferríticas
¿Qué es lo que se forma durante el proceso de solidificación en la fundición dúctil?
Grafito nodular
¿Por qué es importante controlar el contenido en fósforo en la fundición dúctil?
Para evitar la formación de estadita
¿Qué es lo que se caracteriza por la presencia de grafito nodular o esferoidal en la fundición dúctil?
La microestructura
¿Cuál es el resultado del enfriamiento posterior al aire en la fundición tratada con normalizado?
Se forma una microestructura de perlita fina
¿Qué es lo que se forma en la etapa I del tratamiento de austempering en la fundición ADI?
Ferrita acicular
¿Por qué la austenita no transformada no se transforma en martensita en el enfriamiento posterior al aire en la fundición ADI?
Porque Mf < RT
¿Qué elemento se agrega a la fundición ADI para mejorar su templabilidad?
Ni, Mo y Cu
¿Cuál es la temperatura de austenización en el tratamiento de austempering?
840-950°C
¿Qué es lo que se forma durante el tratamiento de normalizado en la fundición?
Una microestructura de austenita y grafito esferoidal
¿Cuál es el efecto de la presencia de 2-3% de silicio en el tratamiento de austempering?
Favorece la formación de ferrita acicular
¿Qué caracteriza la microestructura final de las fundiciones ADI?
Una microestructura de ferrita acicular
¿Qué elementos favorecen la formación de fundiciones grises?
Si, P, Al, Ni, Cu
La descomposición del carburo eutéctico es espontánea en la presencia de silicio.
True
¿Cuál es el resultado de la reacción de descomposición del carburo eutéctico?
La aparición de un germen de grafito en la interfase líquido-austenita.
La velocidad de crecimiento de los gérmenes de grafito depende de la velocidad de _______________________.
solidificación
Match the following elements with their effect on the formation of grey cast iron:
Si, P, Al, Ni, Cu = Favorecen la formación de grafito Cr, Mo, W = Favorecen el enfriamiento metaestable Fe, C = Forman la matriz ferrítica
La velocidad de crecimiento de los gérmenes de grafito depende de la velocidad de nucleación de nuevos gérmenes.
True
¿Cuál es la ventaja de la fundición nodular con respecto a la maleable?
Se obtiene directamente de fusión sin necesidad de tratamiento térmico posterior
¿Qué se forma en la interfase líquido-austenita durante la descomposición del carburo eutéctico?
Un germen de grafito
La transición de grafito laminar a grafito nodular es brusca.
False
¿Qué es lo que se aprecia en la fundición dúctil?
Los característicos “ojos de buey” (nódulos de grafito rodeados de matriz ferrítica)
La elevada ductilidad en la fundición dúctil se debe a la forma _____________ del grafito.
esferoidal o nodular
¿Qué puede aparecer si no se controla el contenido en fósforo en la fundición dúctil?
Estadita
La matriz perlítica se obtiene con enfriamientos rápidos.
False
Match the following types of fundición with their characteristics:
Fundición dúctil = Matriz ferrítica con perlita residual Fundición maleable = Necesita tratamiento térmico posterior Fundición nodular = Elevada ductilidad debido a la forma esferoidal o nodular del grafito
¿Qué es lo que afecta la resistencia a tracción en la fundición?
La morfología del grafito
¿Cuál es el objetivo principal de la adición de nodulizantes como el Mg en la fundición?
Ambas opciones anteriores
La microestructura de las fundiciones nodulares suele estar constituida por esferoides de grafito rodeados por aureolas de perlita.
False
¿Cuál es la composición recomendada para la obtención de fundiciones nodulares?
3,2-4,0 %C, 1,2-2,8 %Si, 0,18-0,80 %Mn, 0,01-0,1 Mg%, %S < 0,02, %P < 0,06
La adición de ________________________ como el Mg altera el mecanismo de solidificación normal de la fundición, provocando la separación del grafito en forma nodular.
nodulizantes
Match the following elements with their roles in the production of nodular cast iron:
Mg = Impedir la formación de grafito laminar Si = Elemento grafitizante esferoidizante Mn = No especificado en el texto
La fundición nodular es más cara que las fundiciones grises.
False
¿Por qué es importante limitar el contenido de azufre en la composición de la fundición nodular?
Porque si hay azufre se forma MgS y se pierde el efecto de la nodulización.
La microestructura de la fundición nodular justo después de la solidificación está formada por ________________________ de grafito insertos en una matriz de austenita saturada en C.
esferoides
¿Cuáles son algunas de las aplicaciones de las fundiciones blancas?
todas las anteriores
El briqueteado es un proceso de reciclaje económico y ecológico.
True
¿Qué tipo de molino se utiliza para moler, triturar y mezclar materiales?
Molino de bolas
Las fundiciones blancas aleadas incorporan en su composición una gran cantidad de aleantes (Cr, Mo, Ni) en cantidades totales superiores al ________.
5%
Match the following processes with their descriptions:
Briqueteado = Compacta materiales granulares entre dos rodillos que giran en sentidos opuestos Molino de bolas = Muele, tritura y mezcla materiales Fundiciones blancas aleadas = Incorpora aleantes en cantidades totales superiores al 5%
¿Qué es lo que caracteriza a las fundiciones blancas aleadas?
Una alta dureza y resistencia al desgaste
El briqueteado se utiliza solo en la industria del metal.
False
El briqueteado se utiliza para compactar materiales granulares, incluyendo cenizas, cal, minerales metálicos, carbón, óxidos, polvos de acerías, virutas y torneados ________.
metálicos
¿Qué caracteriza a las fundiciones dúctiles o nodulares?
Presentan el grafito en forma de pequeñas esferas
Las fundiciones maleables encontraron su aplicación particular en la fabricación de piezas de forma simple.
False
¿Qué es lo que se añade a la fundición para favorecer la cristalización radial del grafito?
Magnesio (Mg)
Las fundiciones dúctiles o nodulares se caracterizan por presentar una resistencia mecánica de hasta ________ kg/mm2.
70-80
¿Qué aplicación principal tienen las fundiciones dúctiles o nodulares en el sector de la construcción?
Tuberías
Match the following applications with the type of casting:
Fundiciones maleables = Piezas de forma compleja Fundiciones dúctiles o nodulares = Tuberías y componentes de trenes de transmisión Fundiciones grises = Maquinaria agrícola y de construcción
Las fundiciones dúctiles o nodulares son más baratas que las piezas de acero.
False
¿Qué es lo que reduce apreciablemente la concentración local de tensiones en las fundiciones dúctiles o nodulares?
El cambio de morfología del grafito
Study Notes
Fundiciones Blancas
- La austenita se empobrece en carbono al enfriar, precipitando cementita secundaria y transformándose en perlita al llegar a la temperatura eutéctoide.
- A temperatura ambiente, las fundiciones blancas están compuestas por perlita y cementita.
- La microestructura final de una fundición blanca hipoeutéctica consta de dendritos de perlita rodeados por ledeburita, que a su vez consta de una fase matriz de cementita con regiones dispersas de perlita en su interior.
Fundiciones Grises
- La matriz ferrítica se obtiene solo si la velocidad de enfriamiento es muy lenta o si el potencial grafitizante de la aleación es alto.
- La matriz ferrítica disminuye la resistencia mecánica.
- La estreadita aparece cuando hay P > 0,15% en la fundición gris, es un eutéctico ternario formado por ferrita, Fe3C y Fe3P, y funde a 930°C.
- La estreadita es dura y frágil y resulta perjudicial, por lo que es conveniente limitar el contenido de P.
Tratamientos Térnicos de las Fundiciones Grises
- Las fundiciones grises suelen utilizarse directamente en estado bruto de moldeo, pero pueden darse tratamientos similares a los de los aceros de alto C para mejorar sus propiedades mecánicas.
- Recocido: se utiliza para mejorar la maquinabilidad, implicando la obtención de una matriz ferrítica.
- Normalizado: se calienta la aleación a una temperatura superior a la transformación eutectoide y se estabiliza una microestructura de austenita y grafito esferoidal.
Fundiciones Dúctiles o Nodulares
- Fundiciones ADI (austempered ductile iron): el tratamiento consiste en una austenización (840-950°C) con un enfriamiento rápido, hasta una temperatura intermedia que se mantiene el tiempo suficiente para que la austenita metaestable se transforme en ferrita acicular.
- Las propiedades finales de las fundiciones nodulares ADI dependen de la temperatura a la que se realiza el tratamiento isotérmico de austempering.
- Se utilizan por su resistencia al desgaste, absorción de impactos, buena resistencia y bajo coste.
- Aplicaciones: piezas en el sector de la automoción, fabricación de tuberías, tapas o registros, mobiliario urbano.
Fundiciones Atruchadas
- La aleación solidifica en parte siguiendo el diagrama estable y, en parte, siguiendo el metaestable.
- Tienen una matriz de fundición blanca combinada parcialmente con fundición gris.
- Presentan, simultáneamente, grafito y ledeburita, lo que le confiere una peculiar coloración moteada, parcialmente blanca, parcialmente gris.
Comparación y Designación de las Fundiciones
- Las piezas de fundición son, en general, más baratas que las de acero.
- Su fabricación es también más sencilla por emplearse instalaciones menos costosas y realizarse la fusión a temperaturas relativamente poco elevadas.
Fundiciones Férreas
- Las fundiciones son aleaciones Fe-C-Si con contenidos en carbono superiores a la máxima solubilidad del carbono en la austenita, y contenido en silicio inferior al 5%.
- Poseen baja temperatura de fusión, baja viscosidad de la fase líquida, y un moderado margen de solidificación, lo que les da buena fluidez y permite la obtención de piezas sanas con formas complejas.
- No se pueden conformar por forja, ya que son en general muy poco deformables.
Fundiciones Grises
- La microestructura de la fundición gris depende de la velocidad de enfriamiento y del potencial grafitizante de la aleación.
- La matriz ferrítica hace que la resistencia mecánica disminuya.
- La esteadita es un eutéctico ternario formado por ferrita, Fe3C y Fe3P, y funde a 930ºC. Estabiliza la cementita, baja la resistencia y aumenta la velocidad crítica de temple.
- La esteadita es dura y frágil y resulta perjudicial, por lo que es conveniente limitar el contenido de P.
Tratamientos Térmicos de las Fundiciones Grises
- El recocido se utiliza para mejorar la maquinabilidad y se logra mediante la obtención de una matriz ferrítica.
- El enfriamiento muy lento hasta 650ºC es necesario para evitar la precipitación de Fe3C y la formación de perlita en la región central de la pieza.
Fundiciones Maleables
- La microestructura final es totalmente ferrítica en la superficie, con pequeños nódulos (copos) de grafito en el centro de la pieza.
- La composición típica es: 2,7-3,2 %C, 0,6-0,9 %Si, 0,2-0,5 %Mn, 0,08-0,25 %S y 0,05-0,15 %P.
- Las propiedades de las fundiciones maleables europeas son: resistencia a la tracción ∼ 400 MPa, 5-15% de alargamiento y dureza Brinell ∼ 200 HB.
Fundiciones Maleables Americanas o de corazón negro
- Han resultado ser una alternativa de menor coste a las fundiciones maleables y a ciertos tipos de aceros.
Fundiciones Dúctiles o Nodulares
- La obtención de fundiciones nodulares se logra mediante la adición de un agente blanqueante, como el Mg, para impedir la formación de grafito laminar y fomentar la aparición de una fundición blanca.
- La microestructura está formada por esferoides de grafito insertos en una matriz de austenita saturada en C.
- La adición de nodulizantes como el Mg altera el mecanismo de solidificación normal de la fundición, provocando la separación del grafito en forma nodular.
Fundiciones ADI (austempered ductile iron)
- El tratamiento consiste en una austenización (840-950ºC) con un enfriamiento rápido (en sales fundidas), hasta una temperatura intermedia que se mantiene el tiempo suficiente para que la austenita metaestable se transforme en ferrita acicular mientras la austenita no transformada se enriquece en carbono (Etapa I).
- El tratamiento isotermo se para antes de alcanzar la Etapa II de transformación de la austenita (en la que se formaría bainita).
- En el enfriamiento posterior al aire, la austenita no transformada, enriquecida en carbono, no se transforma en martensita ya que Mf < RT.
Fundiciones Férreas
- Los aleantes modifican el diagrama de equilibrio, especialmente el silicio, que:
- Desplaza el porcentaje de carbono de la eutéctica hacia la izquierda, disminuyendo el margen de solidificación y mejorando la colabilidad.
- Aumenta el subenfriamiento entre el eutéctico estable y el metaestable, posibilitando la aparición de grafito.
- Enfriamientos lentos pueden dar lugar a la formación de grafito en presencia de silicio.
Efecto de los Aleantes
- El fósforo también desplaza a menores concentraciones en C los puntos eutéctico y de máxima solubilidad del carbono en la austenita.
- El manganeso se combina con el azufre y, el exceso presente, actúa en el sentido contrario al Si y P.
Carbono Equivalente
- Se define el concepto de “carbono equivalente” (Ceq) para considerar el efecto conjunto de los aleantes en el diagrama Fe-C: Ceq = %C + (%Si + %P)/3.
- Según Ceq, la fundición será hipoeutéctica, eutéctica o hipereutéctica.
Clasificación de las Fundiciones
- Se clasifican según el color de su fractura:
- Fundiciones blancas (siguen el diagrama metaestable)
- Fundiciones grises (siguen el diagrama estable)
- Fundiciones atruchadas (en la solidificación se forman tanto Fe3C como grafito)
- También se distinguen otros subtipos: fundiciones maleables, nodulares y especiales o aleadas.
Microestructura Final
- La microestructura final de las fundiciones viene dada por variables como el porcentaje de C, aleantes, velocidad de enfriamiento y tratamiento térmico aplicado.
Fundiciones Blancas
- Se denominan así porque presentan una superficie de fractura con aspecto claro, cristalino y brillante.
- Poseen cantidades moderadas de carbono y silicio, sometiéndose a enfriamientos relativamente rápidos para impedir la aparición de grafito y obtener cementita.
- Durante la solidificación y enfriamiento hasta temperatura ambiente, evolucionan según el diagrama Fe-C metaestable.
Fundiciones Grises
- Se favorecen con la presencia de elementos grafitizantes: Si, P, Al, Ni y Cu.
- Los elementos grafitizantes disuelven los preagrupamientos atómicos hierro-carbono que se van formando en la solidificación, para que no produzcan posteriormente cementita.
- La solidificación estable de una fundición (en presencia de silicio) es la resultante de tres reacciones que involucran la formación de dendritos de austenita, líquido eutéctico y grafito.
Fundiciones Dúctiles o Nodulares
- La transición de grafito laminar a grafito nodular o esferoidal no es brusca: cuando las adiciones de Mg como inoculante no son suficientes, se forma un tipo de grafito compacto con una morfología intermedia entre las otras dos.
- En cualquier caso, la resistencia a tracción varía en función de las diferentes morfologías de grafito (laminar, compacto y esferoidal).
- Las matrices ferríticas se obtienen con enfriamientos lentos o con un recocido, lo que eleva la ductilidad debido a la forma esferoidal o nodular del grafito.
Aplicaciones de las fundiciones
- Se utilizan en cilindros de laminación de metales y plásticos, rodillos para briqueteado, bolas, rodillos y forros de molinos, boquillas de extrusión, machacadoras, calibres, entre otros, debido a su resistencia a la abrasión.
Molinos de bolas
- Son un tipo de molino utilizado para moler, triturar y mezclar materiales.
- Consisten en un recipiente cilíndrico que gira sobre su eje, parcialmente lleno de bolas de alta dureza.
- La superficie interior del cilindro se encuentra normalmente recubierta con un material resistente a la abrasión.
- Funciona por el principio de impacto y fricción, lo que produce una reducción de tamaño y una mezcla de los materiales.
- Se puede utilizar para procesos de aleación mecánica.
Briqueteado
- Es un proceso en el que el material, en forma granular, se compacta entre dos rodillos que giran en sentidos opuestos, formando briquetas.
- Se puede aplicar en cenizas, cal, minerales metálicos, carbón, óxidos, polvos de acerías, virutas y torneados metálicos, sales y otros.
- En el caso de la viruta metálica, las briquetas pueden reaprovecharse como materia prima en fundiciones.
- En el sector de la madera o el papel, los residuos de la fabricación se pueden usar como combustibles tras ser compactados y briqueteados.
- El briqueteado es un proceso de reciclaje económico y ecológico.
Fundiciones blancas aleadas
- Incorporan en su composición una gran cantidad de aleantes (Cr, Mo, Ni), en cantidades totales superiores al 5%.
- Se obtienen productos y piezas con una dureza muy alta y una extraordinaria resistencia al desgaste y a la abrasión.
- Se aplican, por ejemplo, en rodillos de laminación.
Fundiciones grises
- Se favorecen con la presencia de elementos grafitizantes como Si, P, Al, Ni y Cu.
- Los elementos Cr, Mo o W favorecerían el enfriamiento metaestable.
- La solidificación estable de una fundición se produce en tres reacciones: líquido dendritos austenita, líquido eutéctico y carburo eutéctico.
- La cinética de las dos primeras reacciones viene dada por la velocidad de enfriamiento.
Fundiciones dúctiles o nodulares
- Se caracterizan por presentar el grafito en forma de pequeñas esferas.
- La presencia de grafito en las fundiciones grises baja la dureza y la resistencia a tracción, así como la ductilidad y tenacidad.
- La morfología esferoidal del grafito se consigue directamente durante la colada, realizando una ligera adición de elementos inoculantes, principalmente magnesio (Mg).
- El grafito esferoidal confiere a este tipo de fundiciones una resistencia mecánica comparable a la de los aceros.
- También proporciona una mayor ductilidad ya que el cambio de morfología reduce apreciablemente la concentración local de tensiones.
- Han resultado ser una alternativa de menor coste a las fundiciones maleables y a ciertos tipos de aceros.
Aprende sobre la microestructura de las fundiciones blancas, incluyendo la formación de perlita y cementita en diferentes temperaturas.
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