8. Fundiciones Férreas 2022-2023.pdf

8. FUNDICIONES FÉRREAS. TEMA 8. FUNDICIONES FÉRREAS 8.1. Fundiciones blancas. 8.2. Fundiciones grises. 8.3. Fundiciones maleables. 8.4. Fundiciones dúctiles o nodulares. 8.5. Fundiciones atruchadas. 8.6. Fundiciones – Comparación y Designación....

8. FUNDICIONES FÉRREAS. TEMA 8. FUNDICIONES FÉRREAS 8.1. Fundiciones blancas. 8.2. Fundiciones grises. 8.3. Fundiciones maleables. 8.4. Fundiciones dúctiles o nodulares. 8.5. Fundiciones atruchadas. 8.6. Fundiciones – Comparación y Designación. 8-1 8. FUNDICIONES FÉRREAS 8-2  8. FUNDICIONES FÉRREAS  Fundiciones: 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%.  Al llevar una cantidad elevada de carbono, con composiciones próximas a la eutéctica (que corresponde al 4,3% de C y 1145ºC), poseen:  baja temperatura de fusión (muy inferior a la de los aceros);  baja viscosidad de la fase líquida, lo que les da buena fluidez;  un moderado margen de solidificación, que hace que experimenten una discreta contracción durante el enfriamiento.  Por ello, las fundiciones están específicamente diseñadas para ser utilizadas en procesos de fabricación por moldeo, permitiendo la obtención de piezas sanas con formas complejas, aunque las propiedades mecánicas serán inferiores a las de las aleaciones de forja. No se pueden conformar por forja, ya que son en general muy poco deformables.  Límites de composición de las fundiciones ordinarias al carbono: C: 1,8-4,5% Si < 4,5% Mn < 1,5% P < 0,18% S < 0,25% Pueden contener pequeñas cantidades de Ni, Cr o Cu (< 0,3%), así como Ti, V, Mo o Al en cantidades por debajo del 0,1%. 8-3  8. FUNDICIONES FÉRREAS  Las fundiciones Fe-C, al tener más del 2% de carbono, y en función de la composición y la velocidad de enfriamiento, pueden evolucionar durante la solidificación desde el estado líquido hasta temperatura ambiente:  de forma estable (solo con velocidades muy lentas, no alcanzables en la práctica industrial)  o de forma metaestable (siguiendo el diagrama Fe-Fe3C).  En la reacción eutéctica, si se produce de forma estable, se obtiene austenita + grafito (carbono estable), y si se produce de forma metaestable, se tendrá austenita + cementita.  En el enfriamiento posterior a la solidificación, al producirse la reacción eutectoide, la austenita eutectoide puede transformarse en perlita siguiendo el diagrama metaestable (obteniéndose en definitiva perlita + cementita) o, siguiendo el diagrama estable, transformarse en ferrita + grafito. 8-4  8. FUNDICIONES FÉRREAS  Constituyentes de las fundiciones de hierro.  Las fundiciones pueden presentar los mismos constituyentes de los aceros, más:  El eutéctico ledeburita compuesto de austenita (52%) y cementita (48%), de muy alta dureza.  En las fundiciones ordinarias no existe la ledeburita a temperatura ambiente, ya que al enfriar se transforma en cementita y perlita (aunque mantienen una morfología eutéctica);  Un eutéctico ternario de cementita, ferrita y fosfuro de hierro (esteadita), muy duro y frágil, de bajo punto de fusión (960ºC); se forma en fundiciones con P > 0,15%;  Carbono en forma de láminas, nódulos o esferas de grafito (microestructura basada en el diagrama hierro-carbono estable, aparece de forma estable si hay elementos aleantes que favorezcan la grafitización). 8-5  8. FUNDICIONES FÉRREAS  Los aleantes modifican el diagrama de equilibrio:  El silicio (aleante fundamental de las fundiciones, junto al carbono):  Desplaza el porcentaje de carbono de la eutéctica hacia la izquierda (lo que disminuye el margen de solidificación y mejora la colabilidad).  Desplaza la máxima concentración de C en la austenita, según la expresión: 2,06-0,15xSi%.  Aumenta el subenfriamiento entre el eutéctico estable y el metaestable, unos 9-10ºC por cada 1% de silicio, posibilitando la aparición de grafito, ya que la ledeburita no aparecerá hasta que el metal alcance, en el enfriamiento, la temperatura del intervalo metaestable.  En presencia de Si, enfriamientos lentos pueden dar lugar a la formación de grafito (grafitización: formación de C libre que cristaliza en el sistema hexagonal), según: Fe3C+FeSi CSi + 4Fe + FeSi + C.  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. 8-6  8. FUNDICIONES FÉRREAS  Hay elementos que incrementan el potencial grafitizante de una fundición y por lo tanto favorecen la aparición del carbono en forma de grafito, y elementos que favorecen la aparición del carbono en forma de carburos (son todos los elementos carburígenos).  La velocidad de enfriamiento también es otra variable que influye en el estado de aparición del carbono:  los enfriamientos lentos favorecen la formación de grafito;  los enfriamientos más rápidos favorecen la formación de carburos. 8-7  8. FUNDICIONES FÉRREAS  Para tener en cuenta el efecto conjunto de los aleantes, se define el concepto de “carbono equivalente”, que indica qué porcentaje de carbono hay que considerar a la hora de situar la fundición en el diagrama Fe-C. Ceq = %C + (%Si + %P)/3  Según que Ceq sea inferior, igual o superior a 4,3 la fundición será hipoeutéctica, eutéctica o hipereutéctica, respectivamente.  Existen otros criterios para clasificar las fundiciones. De forma habitual, en base al color de su fractura, se distingue entre:  fundiciones blancas (siguen el diagrama metaestable),  fundiciones grises (siguen el diagrama estable), y  fundiciones atruchadas (en la solidificación se forman tanto Fe3C como grafito).  También pueden distinguirse otros subtipos (fundiciones maleables, nodulares, y fundiciones especiales o aleadas). 8-8 8. FUNDICIONES FÉRREAS La microestructura final de las fundiciones vendrá dada por distintas variables: - Porcentaje de C. - Aleantes. - Velocidad de enfriamiento (durante y tras la solidificación). - Tratamiento térmico aplicado. 8-9 8.1 FUNDICIONES BLANCAS 8.1. Fundiciones blancas. 8-10  8.1 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 (lo que implica que han de ser espesores de pieza pequeños), para impedir la aparición de grafito, obteniéndose por tanto cementita.  Durante la solidificación y enfriamiento hasta temperatura ambiente, evolucionan según el diagrama Fe-C metaestable. Por ejemplo, para una fundición blanca hipoeutéctica:  Al solidificar, se generan en primer lugar dendritos de austenita y, a 1148ºC, se forma en los espacios interdendríticos una estructura eutéctica (que será la matriz) constituida por austenita más cementita (ledeburita).  Ya en estado sólido, la austenita se va empobreciendo en carbono al seguir enfriando (precipitando cementita secundaria) y esa austenita se transformará, al llegar a la temperatura eutectoide, en perlita.  A temperatura ambiente las fundiciones blancas están constituidas siempre por perlita y cementita. 8-11  8.1 FUNDICIONES BLANCAS  La microestructura final de una fundición blanca hipoeutéctica constará de:  Dendritos de perlita (constituyente disperso, procedente de la transformación de la austenita eutectoide) rodeados por el constituyente eutéctico o ledeburita,  Esta ledeburita (o pseudoledeburita), a su vez, consta de una fase matriz de cementita con regiones dispersas de perlita en su interior. Fundición blanca hipoeutéctica (2,90% C; 0,30% Si; 0,29% Mn; 0,022% P) Moldeada en arena Ataque: Inmersión 10-30 s en Nital al 2% 8-12  8.1 FUNDICIONES BLANCAS Fundición blanca hipoeutéctica (2,90% C; 0,30% Si; 0,29% Mn; 0,022% P) Moldeada en arena Ataque: Inmersión durante 10-30 s en Nital al 2% 8-13  8.1 FUNDICIONES BLANCAS Fundición blanca eutéctica (4,17% C; 0,40% Si; 0,45% Mn; 0, 95% Cr) Ataque: Inmersión durante 10-30 s en Nital al 2% Pseudoledeburita. Dissemination of IT for the Promotion of Materials Science (DoITPoMS) Cambridge University  En este caso, al solidificar solo se forma ledeburita. Al bajar la temperatura la cementita se mantiene como matriz, y la austenita del eutéctico va perdiendo carbono (formando cementita secundaria) y en el eutectoide la austenita se transforma en perlita (ferrita+cementita). 8-14  8.1 FUNDICIONES BLANCAS Fundición blanca hipereutéctica Cementita Pseudoledeburita Al solidificar, se forman primero grandes cristales de cementita, y al llegar a la temperatura eutéctica solidifica la ledeburita. Al seguir enfriando, la cementita ya no sufre transformación, y en el eutectoide la austenita eutéctica se transforma en perlita. 8-15  8.1 FUNDICIONES BLANCAS a. Propiedades de las fundiciones blancas.  Las fundiciones blancas, dada la alta proporción de cementita en la ledeburita, serán materiales duros (en torno a 350 HB, frente a los 150-250 de los aceros al carbono) y resistentes al desgaste, pero muy frágiles, indeformables en frío y difíciles de mecanizar (tanto peor cuanto mayor es el % de carbono).  Por ello, el interés industrial de las fundiciones blancas está en las composiciones hipoeutécticas (2,1% < C < 4,3%), que además tienen muy buena colabilidad (su temperatura de fusión es unos 400ºC menor que la del hierro sin alear), lo que las hace idóneas para modelo.  Las fundiciones blancas llevarán también silicio, que afectará al contenido en carbono equivalente y determinará el carácter de la aleación.  Podrían templarse, pero las tensiones del temple agrietarían las piezas.  Aplicaciones: cilindros de laminación de metales y plásticos, rodillos para briqueteado, bolas, rodillos y forros de molinos, boquillas de extrusión, machacadoras, calibres… (aplicaciones que precisen resistencia a la abrasión). 8-16 8.1 FUNDICIONES BLANCAS Molino de bolas. Tipo de molino utilizado para moler, triturar y mezclar materiales. Consiste en un recipiente cilíndrico que gira sobre su eje, parcialmente lleno de bolas de alta dureza, y una superficie interior del cilindro se encuentra normalmente recubierta con un material resistente a la abrasión Funciona por el principio de impacto y fricción: al girar el molino, las bolas o esferas impactan entre ellas y contra las partículas del material a fraccionar, produciendo una reducción de tamaño y una mezcla de los materiales. Puede utilizarse para procesos de aleación mecánica. 8-17  8.1 FUNDICIONES BLANCAS Briqueteado. 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 usarse como combustibles tras ser compactados y briqueteados. El briqueteado es un proceso de reciclaje económico y ecológico. 8-18  8.1 FUNDICIONES BLANCAS b. 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 (aplicación en rodillos de laminación, por ejemplo). Como contrapartida, tienen baja plasticidad y tenacidad, y son muy difíciles de mecanizar (conformado por arranque de viruta).  Todas estas fundiciones tienen Cr (para evitar la formación de grafito y formar carburos de gran dureza). La norma ASTM A532 clasifica las fundiciones blancas aleadas en dos grupos (clases I y II): 8-19  8.1 FUNDICIONES BLANCAS b.1. Fundiciones martensíticas al Cr-Ni: Ni-Hard (clase I).  El níquel aumenta la templabilidad. Para Ni > 3,75% y Cr > 1,5 %, se forma directamente martensita en el enfriamiento al aire (ej: moldeo en arena).  Microestructura: formada por el eutéctico metaestable (ledeburita), más austenita retenida y martensita (procedente de la transformación de la austenita eutectoide). También podrían formarse bainitas.  Los grados más altos en Ni, con menor Ms, presentan altos contenidos de austenita retenida a temperatura ambiente previo a la puesta en servicio, deben someterse a un revenido (entre 200 y 280ºC, 4 horas y enfriamiento lento) para eliminar las tensiones de temple y transformar la austenita retenida.  La formación de carburos de cromo, junto a la formación de martensita en el enfriamiento las fundiciones Ni-Hard poseen una dureza y resistencia al desgaste y a la abrasión muy superior al resto de fundiciones blancas, para igual %C.  A mayor %C (tipo A), mayor resistencia a la abrasión. Para los grados con menor %C (tipo B), mejoran la tenacidad y la resistencia al impacto. 8-20  8.1 FUNDICIONES BLANCAS Ni-Hard cast iron (Fe-3.3% C-0.9% Mn-0.9% Si-1.8% Cr.4.4% Ni-0.4% Mo) Ataque con solución acuosa al 10% Na2S2O5  Se utilizan en elementos sometidos a abrasión, que deben ser reemplazados al término de su vida útil. La norma ASTM A532 permite utilizar distintos grados combinando precio y resistencia al desgaste.  Aplicaciones: fabricación de bolas y placas antidesgaste de molinos y tuberías, bombas que manejen pastas abrasivas… 8-21  8.1 FUNDICIONES BLANCAS b.2. Fundiciones ferríticas al cromo (clase II).  Se utilizan distintos contenidos en cromo:  Fundiciones con 6-8% Cr, de gran dureza.  Fundiciones con 12-18% Cr, resistentes al calor.  Fundiciones con 20-35% Cr, de alta resistencia al calor (conservan sus propiedades mecánicas hasta los 500-600 ºC) y excelente resistencia a corrosión (incluso comparable a la de los aceros inoxidables).  La solidificación de fundiciones hipoeutécticas altas en Cr forma primero dendritos de austenita y luego el constituyente eutéctico de austenita+carburos.  En equilibrio, al ir enfriando lentamente por debajo del eutéctico, precipitan carburos de cromo antes de llegar al eutectoide, y por debajo de esta temperatura la austenita se transforma en perlita o en martensita según la velocidad de enfriamiento y del grado de aleación de la fundición.  Las que tienen matriz ferrítica se someten después a un recocido para eliminar tensiones, calentando entre 550 y 650ºC durante varias horas y enfriamiento muy lento) pueden utilizarse a alta temperatura (son resistentes al calor). 8-22  8.1 FUNDICIONES BLANCAS  Como el cromo está formando carburos, se añaden Mo, Ni, Mn o Cu para dar templabilidad y transformar la austenita en martensita (quedando hasta un 30% de austenita no transformada). Después se puede dar un revenido a 200 ºC.  En las fundiciones blancas con Cr < 10%, los carburos eutécticos que se forman son del tipo M3C, y resultan ser la fase matriz.  En fundiciones blancas con Cr >10% se forman carburos del tipo M7C3, modificando también el patrón de solidificación, ya que estos carburos M7C3 aparecen dispersos en una matriz de austenita (que después se transformará), y esto las hace más duras y tenaces que las que tienen menos cromo.  Por ello, las fundiciones altas en cromo (entre 12 y 28%) tienen buena resistencia a la abrasión, tenacidad y resistencia a la corrosión.  Las fundiciones aleadas al cromo son soldables, pero difíciles de mecanizar.  Aplicaciones: utilización para piezas que trabajan a alta temperatura: parrillas y soportes en hornos, piezas para calderas, piezas de motores, tuberías.... 8-23 8.2. FUNDICIONES GRISES 8.2. Fundiciones grises. 8-24  8.2. FUNDICIONES GRISES  En las fundiciones grises el carbono aparece en forma de grafito, al solidificar de acuerdo con el diagrama estable Fe-C. No presentan ledeburita. a. Condiciones para que una fundición siga el diagrama Fe-C estable al solidificar: debe poseer un alto potencial grafitizante (normalmente alto contenido en silicio) y/o haber sido enfriada muy lentamente.  Por ello todas las fundiciones grises tienen 2% < silicio < 3%, de modo que las transformaciones pueden seguirse mejor sobre el diagrama hierro-carbono estable modificado por la presencia de un 2,0-2,5% de silicio.  El concepto de carbono equivalente (CE) sigue siendo igualmente válido con las fundiciones grises.  Factores que gobiernan las propiedades de las fundiciones grises:  La ausencia de carburos.  La forma y distribución del grafito.  La microestructura de la fase matriz.  Una misma fundición (composición), dependiendo de sus condiciones de enfriamiento, puede solidificar como fundición blanca o como fundición gris. 8-25 8.2. FUNDICIONES GRISES 8-26  8.2. FUNDICIONES GRISES  Las fundiciones grises se favorecen con la presencia de elementos grafitizantes: Si, P, Al, Ni y Cu. En contraposición estarían los elementos Cr, Mo o W, que favorecerían el enfriamiento metaestable.  Los elementos grafitizantes (Si, P, Al, Ni, Cu) disuelven los preagrupamientos atómicos hierro-carbono (Fe-C) que se van formando en la solidificación, para que no produzcan posteriormente cementita. Esto se produce dado que el Fe es más afín a preagruparse con Si, P, Al, Ni, Cu que con el C.  La solidificación estable de una fundición (en presencia de silicio) es la resultante de tres reacciones:  Líquido dendritos austenita (primaria) + líquido eutéctico  Líquido eutéctico austenita (saturada en C) + Carburo eutéctico (Fe3CFeSi)  Carburo eutéctico austenita + grafito Fe3CFeSi CSi + 4Fe FeSi + 3Fe + C  La cinética de las dos primeras reacciones viene dada por la velocidad de enfriamiento (que determina la velocidad de solidificación). 8-27  8.2. FUNDICIONES GRISES  La reacción de descomposición del carburo eutéctico será espontánea o nula, según el contenido en silicio.  La descomposición del carburo eutéctico da lugar a la aparición de un germen de grafito en la interfase líquido-austenita. Ese germen crece en longitud, pero no en grosor (porque la difusión es más rápida en el líquido que en el sólido).  La velocidad de crecimiento de los gérmenes de grafito depende de:  La velocidad de solidificación.  La velocidad de nucleación de nuevos gérmenes (por la descomposición del Fe3CFeSi), que depende del %Si y de la velocidad de enfriamiento.  La velocidad de crecimiento de los gérmenes.  Como resultado de esos tres factores, se obtienen distintos tipos de grafito. Si el número de gérmenes es grande y la velocidad de solidificación es alta, se forman láminas cortas de grafito.  Tanto la forma del grafito como su tamaño, distribución y proporción influyen en la resistencia mecánica de las fundiciones grises. Además, el grafito proporciona el típico color oscuro de estas fundiciones en la fractura. 8-28  8.2. FUNDICIONES GRISES  En las fundiciones grises el grafito puede obtenerse con morfología laminar (el más común industrialmente), o esferoidal. Morfologías del grafito laminar:  En forma de láminas largas (grafito tipo A, según la clasificación ASTM); está asociado a un óptimo de las propiedades mecánicas de la fundición.  En forma de rosetas (grafito eutéctico tipo B), que indica que la solidificación ha tenido lugar de manera más rápida.  En forma de láminas muy grandes y gruesas (grafito tipo C) que aparecen en las fundiciones hipereutécticas. Tiene resistencia al choque térmico, pero débil resistencia a tracción y presenta una superficie "basta" tras el mecanizado.  Grafito interdendrítico (grafito puntual o tipo D) que aparece en fundiciones hipoeutécticas o eutécticas enfriadas a gran velocidad. Proporciona poca resistencia al desgaste pero su maquinabilidad en cambio es excelente.  Grafito interdentrítico (grafito tipo E) en forma de laminillas muy finas y orientadas, es la morfología típica en las fundiciones muy hipoeutécticas.  La morfología esferoidal del grafito se da cuando hay elementos que favorecen la cristalización radial del grafito. Estos elementos, que reciben el nombre de inoculantes, son el magnesio (Mg) y cerio (Ce), entre otros. El grafito esferoidal dará lugar a las fundiciones dúctiles o nodulares, 8-29  8.2. FUNDICIONES GRISES Morfologías del grafito laminar y propiedades de las fundiciones grises. 8-30  8.2. FUNDICIONES GRISES Morfología del grafito laminar. 8-31  8.2. FUNDICIONES GRISES  Otros factores que pueden favorecer la formación de grafito:  Grado de pureza de la fundición. Si las materias primas eran muy puras, se obtienen grafito D. Los tipos A o B se obtienen con materias primas industriales.  Temperatura alcanzada. Sobrecalentamientos previos a la colada favorecen el grafito tipo D.  Inoculación. Adición de ferrosilicio justo antes de la colada aumenta el poder de formación de gérmenes de grafito. b. Transformaciones en estado sólido.  Justo tras la solidificación del eutéctico de forma estable, una fundición gris está formada por grafito y austenita saturada en carbono.  Caso 1. Si se enfría a una velocidad más alta, evolucionará de forma metaestable:  La austenita irá perdiendo carbono al bajar la temperatura (formándose cementita), hasta llegar a la temperatura eutectoide.  Al alcanzarse el eutectoide, esa austenita formará perlita. La microestructura final será: grafito + cementita + perlita (matriz). 8-32  8.2. FUNDICIONES GRISES  Caso 2. Si se enfría a una velocidad más baja y hay suficientes elementos grafitizantes, evolucionará de forma estable:  La austenita irá perdiendo carbono al bajar la temperatura, y ese carbono se deposita sobre el grafito ya existente, hasta llegar a la T eutectoide.  Al ir formando grafito, la austenita empobrecida en C (y alta en Si) puede transformarse alotrópicamente en ferrita por encima de la temperatura eutectoide (ferritización directa).  Al alcanzar el intervalo eutectoide, la austenita se descompone en ferrita (matriz) + grafito. La ferritización total solo es posible con mucho Si y enfriamientos muy lentos lo habitual es que se forme una cierta cantidad de perlita. Fundición ternaria Fe-C-Si con un 2,5%Si. 8-33 8.2. FUNDICIONES GRISES 8-34  8.2. FUNDICIONES GRISES Fundición gris laminar hipoeutéctica de matriz perlítica. Ataque con Nital 2%. 8-35  8.2. FUNDICIONES GRISES Fundición gris laminar hipoeutéctica de matriz ferrítica.  Esta estructura solo se obtiene si la velocidad de enfriamiento es muy lenta o si el potencial grafitizante de la aleación es alto. La matriz ferrítica hace que resistencia mecánica disminuya. 8-36  8.2. FUNDICIONES GRISES  Otros aspectos de la microestructura.  La esteadita aparece cuando en la fundición gris hay P > 0,15%; 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. En tratamientos térmicos a alta temperatura en una atmósfera oxidante (simplemente en el interior del horno), puede haber descarburación en superficie, y en esa zona la matriz será fundamentalmente ferrítica. 8-37  8.2. FUNDICIONES GRISES c. Tratamientos térmicos 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, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas.  Recocido. Se utiliza para mejorar la maquinabilidad. Implica la obtención de una matriz ferrítica. La transformación de la fase matriz perlítica en ferrita se puede inducir en un recocido subcrítico a 700-760ºC o por calentamiento hasta la región austenítica (800-900ºC) y enfriamiento muy lento en la zona eutectoide  Normalizado. Se calienta a una temperatura superior a la transformación eutectoide (875-900 ºC), disolviendo el Fe3C de la perlita y formando austenita y grafito esferoidal. El enfriamiento posterior al aire produce una transformación metaestable del eutectoide, obteniendo perlita fina.  Tanto en el recocido como en el normalizado puede haber descarburación en superficie.  Relajación de tensiones, para reducir las tensiones internas que se generan durante la solidificación y el enfriamiento en estado bruto de moldeo. Se mantiene entre 2 y 8 horas a una T  500 y 650ºC, y enfriamiento al aire. 8-38  8.2. FUNDICIONES GRISES d. Propiedades de las fundiciones grises.  En general, la presencia de grafito laminar en cantidad importante baja la dureza, la resistencia y el módulo de elasticidad y reduce casi a cero la ductilidad, tenacidad y plasticidad.  Las fundiciones con mayor resistencia y módulo elástico son las que poseen un menor carbono equivalente (CE) y que han sido enfriadas con una cierta rapidez para obtener láminas de grafito muy pequeñas y una matriz perlítica (también será pequeña la separación interlaminar de la perlita). 1000 psi = 6,9 MPa 8-39  8.2. FUNDICIONES GRISES Propiedades mecánicas de las fundiciones grises  La resistencia a la compresión es de tres a cuatro veces superior a su resistencia a la tracción. 8-40  8.2. FUNDICIONES GRISES  Tienen muy buena fluidez, por lo que son aptas para colada.  Gran capacidad de amortiguación de vibraciones y sonido gracias a la presencia de grafito las fundiciones grises se utilizan en la fabricación de bancadas o pedestales para máquinas y motores, herramientas, bastidores para maquinaria pesada, bloques de cilindros para motores de vehículos, discos de frenos y herramientas agrícolas entre otras. 8-41  8.2. FUNDICIONES GRISES  Son muy frágiles, pero tienen gran aptitud para ser mecanizadas debido a que las láminas de grafito favorecen la operación lubricando la herramienta en el proceso y provocando la rotura y desprendimiento de la viruta producida en el mecanizado.  Tienen una elevada resistencia al desgaste y al gripado, debido al poder autolubricante del grafito. Las mejores son las de matriz perlítica con pocas láminas de grafito, de tipo A, y no muy finas.  Son muy poco sensibles al efecto de entalla (mucho menos que los aceros) no hay grandes riesgos de rotura en piezas con ángulos vivos, rayaduras de mecanizado o servicio, etc.  Tienen elevada resistencia a la corrosión y al ataque químico en medios agresivos. Durante la corrosión, el grafito presente no es atacado y es capaz de retener sobre la superficie la capa de óxido de hierro que se genera en el proceso de oxidación protección muy eficaz empleo en piezas de máquinas que trabajen a la intemperie o en contacto con el agua (bombas, radiadores, calderas).  Admiten la aplicación de pinturas, también para protección a la corrosión. 8-42 8.2. FUNDICIONES GRISES 8-43  8.2. FUNDICIONES GRISES  Ejemplo de comparación de propiedades y aplicaciones en función de la estructura de la matriz:  Fundición Laminar Ferrítica (recocida) (clase-20): calidad de menor dureza (120-180 HB), recomendable para requerimientos de gran facilidad de mecanizado sin exigencias respecto a la resistencia a la tracción y al desgaste. Alta conductibilidad térmica por su estructura ferrítica. Se obtiene por recocido de la clase-25.  Fundición Laminar Perlítica-Ferrítica (clase-25): calidad de dureza media (180-220 HB), aconsejable para usos donde se requiera un equilibrio entre las características mecánicas y la facilidad de mecanizado.  Fundición Laminar Perlítica (clase-30): calidad de mayor dureza (200-250 HB), utilizada cuando los requerimientos de resistencia son mayores Admite temple superficial 8-44  8.2. FUNDICIONES GRISES e. Fundiciones grises aleadas.  Las fundiciones grises aleadas se emplean en aplicaciones que requieran resistencia a la corrosión o a la oxidación a alta temperatura.  Los elementos aleantes mayoritarios son el silicio y el níquel.  Fundiciones grises altas en silicio. Bajo precio. Uso en aplicaciones a alta T.  Su matriz es totalmente ferrítica, endurecida por Si en solución sólida.  Buena resistencia a la oxidación hasta 900ºC, gracias a la formación de una película superficial protectora de silicato de hierro.  La resistencia mecánica y la resistencia a la fluencia de estas fundiciones se pueden mejorar con 0,5-2% Mo.  Fundiciones grises aleadas al níquel.  Matriz austenítica (su temperatura Ms es inferior a la ambiente).  Buena resistencia a la corrosión y buen comportamiento mecánico a alta T.  Mucho más resistentes (y también más tenaces) que las fundiciones grises sin alear comparables.  Aplicaciones anticorrosivas: industria química, industria alimentaria, válvulas, bombas, etc.. 8-45 8.3. FUNDICIONES MALEABLES 8.3. Fundiciones maleables. 8-46  8.3. FUNDICIONES MALEABLES  Se obtienen por recocido de fundiciones blancas en condiciones especiales.  Se trata por tanto de fundiciones que inicialmente son blancas (microestructura a base de cementita y perlita) y se convierten en fundiciones grises en un tratamiento térmico posterior las fundiciones maleables tienen un contenido en silicio intermedio entre las fundiciones blancas y grises.  Se producen para reemplazar piezas que deberían ser fabricadas por forja, pero las fundiciones maleables nunca son conformadas ni en frío ni en caliente. Las piezas se fabrican por moldeo, y sí pueden realizarse sobre ellas procesos de mecanizado.  Descubrimiento: Reamur (siglo XVIII), al someter a una fundación blanca a un proceso de recocido en atmósfera oxidante. En EEUU posteriormente, Seth Boyden obtuvo por un proceso similar las fundiciones maleables negras (por el color de su fractura) o americanas.  Inicialmente se obtenían envolviendo las fundiciones blancas en mezclas oxidantes (como Fe2O3 granulado) y recociendo, para producir fenómenos de oxidación y grafitización superpuestos (y según el proceso dominante, el resultado era una fundición maleable blanca o una negra). 8-47  8.3. FUNDICIONES MALEABLES  La microestructura final resultante del tratamiento será grafito, del tipo compacto, en una matriz de ferrita, o bien ferrita y perlita, dependiendo de la velocidad del enfriamiento posterior.  Las propiedades mecánicas de las fundiciones maleables van a depender principalmente de la microestructura de la fase matriz.  En la actualidad existen dos procedimientos de fabricación a partir de fundiciones blancas:  Mediante recocido en atmósferas descarburantes (con CO2 y CO, de composición controlada): fundición maleable europea o de corazón blanco (zona exterior descarburada -ferrita- y zona interior de ferrita y perlita)  Mediante recocido en atmósferas neutras: fundición maleable americana o de corazón negro (microestructura de ferrita y copos de grafito).  Hay que tener en cuenta que en ambos casos al calentar una fundición blanca por encima de 600ºC, la cementita empezará a transformarse de la forma: Fe3C 3Fe + C (proceso de grafitización), quedando el carbono disuelto en la austenita y con capacidad de difusión. 8-48 a. Fundiciones Maleables Europeas o de corazón blanco.  Se obtienen por recocido, en atmósfera oxidante, de una fundición blanca, preferentemente hipoeutéctica.  Objetivo: descomponer la Fe3C y eliminar todo el carbono del material por descarburación superficial. Esto se logra:  Por combinación del carbono próximo a la superficie de la pieza con el oxígeno (CO2 + C 2CO), difusión del carbono interior hacia la superficie (favorecido por la diferencia de concentración), y progresiva salida al exterior del C presente en la fundición blanca.  El resultado es muy tenaz y parecido en cierto modo a un acero de bajo C.  Tratamiento: se coloca la fundición blanca dentro de cajas cerradas, con un material oxidante (mineral de Fe, óxidos, cascarilla de laminación, etc.), o en ambientes gaseosos con CO2 y CO (y a veces vapor de agua) y se austeniza mediante un recocido a alta temperatura (de 950 a 1100º C) durante 75-100 horas (de 3 a 6 días), para facilitar la salida del carbono. Proceso muy lento.  No todo el carbono disuelto en la austenita logra difundir hasta la superficie es necesario realizar un enfriamiento muy lento hasta 650ºC para evitar la precipitación de Fe3C y la formación de perlita en la región central de la pieza. 8-49  Microestructura final.  Totalmente ferrítica en la superficie.  Pueden quedar pequeños nódulos (copos) de grafito en el centro de la pieza, e incluso un núcleo de ferrita y perlita si la pieza es de mayores dimensiones, y el C no ha podido difundirse a la superficie.  La microestructura no es uniforme.  El grado de descarburación depende de las condiciones y del espesor de las piezas (a 1000ºC hacen falta 15 horas para descarburar una pieza de 3 mm de espesor, y 750 horas si el espesor es de 10 mm). 8-50  Composición típica: 2,7-3,2 %C (bajo para eliminarlo fácilmente, no demasiado por subir Tf). 0,6-0,9 %Si (bajo, porque disminuye la solubilidad del C en la austenita). 0,2-0,5 %Mn y 0,08-0,25 %S. 0,05-0,15 %P (muy bajo, para evitar formar esteadita, no admisible).  Propiedades de las fundiciones maleables europeas.  Resistencia a la tracción  400 MPa (límite elástico  220 MPa), 5-15% de alargamiento y dureza Brinell  200 HB.  La superficie ferrítica permite la galvanización, y proporciona resistencia a la corrosión en agua marina (pueden sustituir a aleaciones de cobre en barcos).  Buena colabilidad, por lo que se pueden fabricar piezas de formas complejas.  Las piezas de muy bajo espesor, de estructura ferrítica, tienen muy buena soldabilidad. 8-51 b. Fundiciones Maleables Americanas o de corazón negro.  Debe partirse de una fundición blanca ya que, si existe grafito laminar (aun en bajas cantidades), el grafito generado durante el recocido se depositaría sobre dichas láminas provocando ausencia de ductilidad y tenacidad.  Microestructura inicial: cementita eutéctica rodeando dendritos de perlita.  La composición debe estar dentro de unos límites: 2,1-2,8 %C, 1,0-1,7 %Si, 0,3-0,65 %Mn y 0,06-0,20 %S, 0,08-0,15 %P  Tratamiento: las piezas se colocan en cajas cerradas rodeadas con materias neutras como la arena, en lugar de ser recubiertas con materias oxidantes.  En el sistema americano la fundición blanca no se descarbura y el carbono no emigra a la superficie sino que, durante el recocido precipita, en forma de copos de grafito, resultando un material muy tenaz (parecido al acero dulce pero con los copos de grafito en una matriz de ferrita).  La fundición blanca se calienta y se mantiene durante cierto tiempo a temperaturas de recocido entre 850-950ºC, y la cementita presente en la estructura se descompone en grafito y austenita (C + 3Fe). 8-52  La entrecara cementita-perlita es una zona de alta energía al calentar, en la primera fase, el grafito precipita preferentemente en esas zonas, y crece aproximadamente con la misma velocidad en todas direcciones forma nódulos irregulares o copos, y deja a su alrededor zonas pobres en carbono.  La segunda fase del recocido es un enfriamiento muy lento al atravesar la reacción eutectoide la austenita se descompone en las fases estables ferrita y grafito.  El grafito en forma de copos compactos permite mantener la continuidad de una matriz ferrítica tenaz tienen mayor resistencia y tenacidad que las fundiciones grises.  Los copos de grafito sirven para lubricar las herramientas de corte este tipo de fundiciones maleables tiene elevada maquinabilidad (fáciles de mecanizar). 8-53  Microestructuras: - Fundición blanca original (matriz de cementita y disperso de perlita con distribución dendrítica). - Fundición maleable de corazón negro ferrítica (matriz de ferrita con copos de grafito como disperso). Es una microestructura uniforme.  La razón de no hacer el tratamiento en ambientes oxidantes es evitar una oxidación superficial que inutilice las piezas.  Si en el proceso hay oxidación de Si cerca de la superficie, se formarán capas de perlita en esa zona (cordón perlítico), y debajo habrá una zona ferrítica. 8-54  El ancho del cordón perlítico aumenta al disminuir el contenido de silicio y al aumentar el contenido de cromo y de fósforo. Cuanto mayor sea dicha zona perlítica, mayor es la resistencia final y menor la ductilidad de la fundición.  Por otro lado, la presencia de hidrógeno en las fundiciones americanas cambia la estructura cerca de la superficie.  En presencia de hidrógeno húmedo, se forma en la superficie una capa ferrítica de gran tamaño con grano columnar, pero no hay cordón perlítico.  Si hay hidrógeno seco, se forma grafito laminar entre los granos de ferrita: al difundirse el carbono hacia la superficie, en una atmósfera neutra, no se elimina y en su lugar se deposita en los bordes de grano de la ferrita.  Por otro lado, la grafitización y maleabilización en el recocido será más rápida:  A mayores contenidos de silicio y carbono.  Al aumentar la temperatura de colada (pero aumenta el tamaño de grano).  Al aumentar la velocidad de enfriamiento en el molde (la fundición blanca de partida tendrá un grano más fino y habrá más zonas de grafitización).  A menor velocidad de calentamiento en el proceso de recocido.  Puede añadirse bismuto a la fundición (Bi: 70-80 ppm), que evita que grafitice al solidificar, y no afecta al proceso de maleabilización. 8-55  Fundición maleable americana perlítica.  Tras la primera fase del tratamiento de recocido y producirse la primera grafitización, la fundición estará formada a alta temperatura por nódulos de grafito en una matriz de austenita saturada en carbono.  En la segunda fase se hará un enfriamiento rápido al atravesar la zona de transformación eutectoide, de forma que se evita la grafitización del carbono disuelto en la austenita, produciéndose la reacción eutectoide metaestable.  La microestructura final estará constituida por nódulos o copos de grafito completamente rodeados de perlita. Es difícil evitar la formación de ferrita alrededor de los nódulos de grafito (ferritización: baja la dureza y la resistencia). 8-56  Propiedades de las fundiciones maleables americanas.  Las fundiciones maleables perlíticas tienen más dureza y resistencia que ferríticas, con la consiguiente pérdida de ductilidad y maquinabilidad.  Tienen buena maquinabilidad.  En la soldadura, como el enfriamiento no puede ser lento, la microestructura de la zona soldada será perlítica. No se puede evitar que las zonas soldadas sean más duras, frágiles y difíciles de mecanizar. Se sueldan mucho mejor las fundiciones perlíticas.  Buen comportamiento a corrosión.  Aplicaciones.  Gracias a su buena maquinabilidad (efecto lubricante de los nódulos de grafito), pueden usarse para cadenas, ruedas dentadas, bielas, tuberías (de refrigeración y lubricación), componentes de trenes de transmisión y ejes, material rodante ferroviario y maquinaria agrícola y de construcción. NOTA FINAL: Las fundiciones maleables encontraron su aplicación particular en la fabricación de piezas de forma compleja. Con el tiempo se han ido reemplazando (por ejemplo en el ámbito del transporte) por las fundiciones nodulares, evitando el costo de los tratamientos térmicos de tiempos prolongados. 8-57 Ventajas de la fabricación de accesorios y conectores con fundiciones maleables de corazón blanco frente a las de corazón negro ferríticas. 8-58 8-59 8.4. FUNDICIONES DÚCTILES O NODULARES 8.4. Fundiciones dúctiles o nodulares. 8-60  8.4. FUNDICIONES DÚCTILES O NODULARES  Las fundiciones grises dúctiles o nodulares (también llamadas esferoidales) 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), que favorecen la cristalización radial del grafito. Patentado por la International Nickel Company en 1943.  El grafito esferoidal confiere a este tipo de fundiciones una resistencia mecánica (valores máximos de 70-80 kg/mm2), comparable a la de los aceros. También proporciona una mayor ductilidad ya que el cambio de morfología reduce apreciablemente la concentración local de tensiones.  Por tanto, las esferas de grafito reducen el problema de la fragilidad de las fundiciones con grafito laminar y su baja resistencia al impacto.  Han resultado ser una alternativa de menor coste a las fundiciones maleables y a ciertos tipos de aceros. 8-61  8.4. FUNDICIONES DÚCTILES O NODULARES  Obtención de fundiciones nodulares: el caldo de partida durante la colada debe ser potencialmente gris (deberá corresponder con una fundición gris). Se recomienda que la composición esté en los siguientes límites: 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  Obtenido el fundido con la composición deseada, y justo antes de la colada en el molde, se le añade:  Un agente blanqueante, para impedir la formación de grafito laminar y fomentar la aparición de una fundición blanca. Ese elemento es el Mg. Basta una pequeña proporción de Mg para modificar la forma del grafito, pero hay que tener cuidado porque si hay azufre se forma MgS y se pierde el efecto. Por eso se limita al máximo el contenido en azufre.  Elementos grafitizantes esferoidizantes. El más favorable es el silicio.  El proceso requiere precauciones adicionales por la alta presión de vapor del magnesio, que puede producir proyección de la colada.  Justo tras la solidificación, por debajo del eutéctico, la microestructura está formada por esferoides de grafito insertos en una matriz de austenita saturada en C. Esa austenita se transformará en el enfriamiento posterior. 8-62  8.4. FUNDICIONES DÚCTILES O NODULARES  La adición de nodulizantes como el Mg altera el mecanismo de solidificación normal de la fundición, provocando la separación del grafito en forma nodular.  Microestructura: suele estar constituida por esferoides de grafito rodeados por aureolas de ferrita sobre un fondo o matriz de perlita (ojo de buey). La continuidad de la matriz se interrumpe mucho menos que cuando el grafito se encuentra en forma laminar resistencia a la tracción y tenacidad mayores.  Ventaja de la fundición nodular con respecto a la maleable (de similares propiedades): se obtiene directamente de fusión sin necesidad de tratamiento térmico posterior. Aunque pueden darse después tratamientos térmicos similares a los que se realizan sobre las fundiciones grises laminares. 8-63  8.4. 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). 8-64 8.4. FUNDICIONES DÚCTILES O NODULARES Fundición dúctil (Matriz ferrítica con perlita residual) Composición: 3,52C-2,51Si-0,49Mn-0,2P- 0,02S-0,06Mg (Carbono equivalente = 4,36). Moldeo y ataque 10-30s en nital al 2%.  Se aprecian los característicos “ojos de buey” (nódulos de grafito rodeados de matriz ferrítica) formados durante el proceso de solidificación.  Puede aparecer esteadita si no se controla el contenido en fósforo, reduciendo la tenacidad de la fundición debido a su fragilidad.  Elevada ductilidad debido a la forma esferoidal o nodular del grafito.  Las matrices ferríticas se obtienen con enfriamientos lentos o con un recocido. 8-65 8.4. FUNDICIONES DÚCTILES O NODULARES Fundición dúctil (Matriz perlítica) Composición: 3,52C-2,51Si-0,49Mn-0,2P- 0,02S-0,06Mg (CE = 4,36). Moldeo + recocido posterior a 910ºC-2h y enfriamiento al aire (Normalizado). Ataque: 10-30s en nital al 2%.  Es la misma fundición anterior pero con un tratamiento de normalizado.  Se calienta la aleación a una temperatura superior a la transformación eutectoide y se estabiliza una microestructura de austenita y grafito esferoidal.  El enfriamiento posterior al aire promueve la transformación eutectoide según el diagrama metaestable (γ → α + Fe3C) formándose perlita fina.  Puede haber descarburación superficial. 8-66 8.4. FUNDICIONES DÚCTILES O NODULARES 8-67  8.4. FUNDICIONES DÚCTILES O NODULARES  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). Esta etapa se ve favorecida por la presencia de 2-3% de silicio.  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.  Estas fundiciones se alean ligeramente (1-2%) con Ni, Mo y/o Cu para mejorar su templabilidad y posibilitar la realización del austempering. 8-68  8.4. FUNDICIONES DÚCTILES O NODULARES  Las propiedades finales de las fundiciones nodulares ADI dependen de la temperatura a la que se realiza el tratamiento isotérmico de austempering.  Si la temperatura es baja (200-260ºC) se obtiene una microestructura muy fina de gran dureza y resistencia al desgaste.  Para temperaturas más altas (300-350ºC), se obtienen productos de alta tenacidad y resistencia a la fatiga.  Tienen mejores propiedades que las fundiciones grises y nodulares y compiten con los aceros. 8-69  8.4. FUNDICIONES DÚCTILES O NODULARES Propiedades de las fundiciones grises y las dúctiles o nodulares. 8-70  8.4. FUNDICIONES DÚCTILES O NODULARES  Aplicaciones de las fundiciones dúctiles o nodulares.  Se utilizan por su resistencia al desgaste, absorción de impactos, buena resistencia y bajo coste.  Piezas en el sector de la automoción: cigüeñales, árboles de leva, ciertos mecanismos de biela-manivela, pistones, engranajes planetarios, etc.  Fabricación de tuberías (por colada centrifugada), rodillos de laminación… 8-71  8.4. FUNDICIONES DÚCTILES O NODULARES  Las tapas o registros, técnicamente conocidos como “dispositivos de cubrimiento y de cierre para zonas de circulación utilizadas por peatones o vehículos”, están enmarcados a nivel europeo por la Norma Europea EN 124:2015, que fija: - Los principios básicos de construcción. - Ensayos de tipo realizados. - Marcados autorizados y control de calidad.  La norma establece una serie de grupos y/o clases de resistencia mínimas a utilizar en función de los lugares de instalación donde vayan colocados. 8-72  8.4. FUNDICIONES DÚCTILES O NODULARES  Mobiliario urbano. 8-73 8.5. FUNDICIONES ATRUCHADAS 8.5. Fundiciones atruchadas. 8-74  8.5. 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.  El carbono en este tipo de fundiciones se encuentra en parte libre y combinado a la vez, siendo difícilmente mecanizable. Esto reduce sus posibilidades de utilización en la industria.  Las fundiciones atruchadas se pueden dar en coladas de piezas pequeñas en fundición que era potencialmente gris. De esta forma, aunque el núcleo solidifique según el sistema estable, dando grafito, la periferia puede (por ser su enfriamiento más rápido) solidificar metaestablemente formando ledeburita.  En el caso que las piezas sean muy pequeñas (Ø < 5mm), su proceso de enfriamiento será muy rápido, y su estructura puede ser la de una fundición blanca. 8-75 8.6. FUNDICIONES – COMPARACIÓN Y DESIGNACIÓN 8.6. Fundiciones – Comparación y Designación. 8-76 8.6. FUNDICIONES – COMPARACIÓN Y DESIGNACIÓN Resumen de la microestructura y composición de las fundiciones. 8-77 8.6. FUNDICIONES – COMPARACIÓN Y DESIGNACIÓN 8-78  8.6. FUNDICIONES – COMPARACIÓN Y DESIGNACIÓN Resumen final de características 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, bastante más bajas que las del acero.  Es fácil lograr muy buena fluidez, lo que permite la obtención de piezas complicadas y de pequeños espesores (con gran precisión geométrica y dimensional). También se pueden fabricar piezas de grandes dimensiones.  Son, en general, mucho más fáciles de mecanizar que los aceros.  Las propiedades mecánicas son suficientes para muchos componentes de motores, maquinarias, etc.  La resistencia a la compresión es muy elevada (50 a 100 kg/mm2), y la resistencia a la tracción puede variar en general de 12 a 90 kg/mm2.  Tienen buena resistencia al desgaste y absorben muy bien (mucho mejor que el acero), las vibraciones a las que se encuentren sometidos máquinas, motores, etc. 8-79 8.6. FUNDICIONES – COMPARACIÓN Y DESIGNACIÓN 8-80  8.6. FUNDICIONES – COMPARACIÓN Y DESIGNACIÓN Designación de las Fundiciones según norma UNE-EN 1560:2011 Esta norma sustituye a la norma UNE 36003 de 1971. a. Designación simbólica. La designación simbólica establece un máximo de seis posiciones o caracteres alfanuméricos, algunos de las cuales no son obligatorios: Posición 1 obligatoria Prefijo EN-, utilizada para materiales normalizados. Posición 2 obligatoria GJ, símbolo representativo del tipo de material. Posición 3 opcional, Estructura grafítica, cada tipo se define por un símbolo. Posición 4 opcional, Microestructura o macroestructura, definido por un símbolo. Posición 5 obligatoria, Define una propiedad mecánica o su composición química. Posición 6 opcional, Requisitos adicionales exigidos al material. Ejemplo de designación simbólica de una fundición: EN-GJSA-360-12S-W EN - Material normalizado GJ - Fundición de hierro S - Estructura grafítica esferoidal A - Austenita 360 - Resistencia a la tracción mínima expresada en N/mm2 12 - Límite de alargamiento expresado en porcentaje S - Condiciones de ensayo de la muestra, en este caso fundida independientemente W - Pieza apta para soldar. 8-81  8.6. FUNDICIONES – COMPARACIÓN Y DESIGNACIÓN b. Designación numérica. Debe comprender nueve posiciones o caracteres alfanuméricos. Los cinco primeros son una combinación de cuatro letras mayúsculas separadas por un guión, y los demás corresponden a números arábigos. Posición 1 Prefijo EN-, utilizada para materiales normalizados. Posición 2 Letra J, símbolo representativo del tipo de material. Posición 3 Estructura grafítica, cada tipo se define por un símbolo. Posición 4 Un dígito que expresa la característica principal de la fundición. Posición 5 y 6 Un dígito que expresa la característica principal de la fundición. Posición 7 Un dígito que expresa requisitos específicos del material individual. Ejemplo de designación numérica de una fundición: EN-JL1013 EN - Material normalizado J - Fundición de hierro L - Estructura grafítica laminar 1 - Característica principal su carga de rotura 01 - Número de orden dentro del grupo al que pertenece 3 - Muestra de ensayo obtenida de una pieza moldeada 8-82