FUNDICIÓN LAMINAR FUNDICIÓN LAMINAR
Fundición gris perlítica fosf
Fundición gris perlítica fosforosa (X200-X500-X1000orosa (X200-X500-X1000).). Composición química: Composición química: C:3,2%; Mn:0,5%; Si:1,5%; P:0,7%; S:0,06%. C:3,2%; Mn:0,5%; Si:1,5%; P:0,7%; S:0,06%. Tratamiento: Tratamiento:
Redondo de 30mm de diámetro, fundido en arena, en estado bruto de colada. Redondo de 30mm de diámetro, fundido en arena, en estado bruto de colada. Ataque:
Ataque:
Inmersión en nital -
Inmersión en nital - 3 durante 5s a temperatura ambiente.3 durante 5s a temperatura ambiente.
Microestructu
Microestructura, ra, propiedades y aplicaciones:propiedades y aplicaciones:
Fundición gris perlítica fosforosa. Fundición gris perlítica fosforosa.
Láminas de grafito sobre fondo perlítico en el que destacan a bajos aumentos Láminas de grafito sobre fondo perlítico en el que destacan a bajos aumentos lagunas blancas de contornos redondeados que tienden a disponerse como lagunas blancas de contornos redondeados que tienden a disponerse como microconstituyente matriz. Este microconstituyente de naturaleza eutéctica se conoce microconstituyente matriz. Este microconstituyente de naturaleza eutéctica se conoce como "steadita". A más aumentos la steadita, en el ataque con nital-3, se resuelve en como "steadita". A más aumentos la steadita, en el ataque con nital-3, se resuelve en pequeños glóbulos blancos de contorno obscurecido sobre el f
pequeños glóbulos blancos de contorno obscurecido sobre el f ondo blanco.ondo blanco.
En las fundiciones grises no ferríticas la steadita es un eutéctico temario que, a En las fundiciones grises no ferríticas la steadita es un eutéctico temario que, a su temperatura de fusión (950 ºC), está formada por las fases austenita, cementita y su temperatura de fusión (950 ºC), está formada por las fases austenita, cementita y fosfuro de hierro (Fe
fosfuro de hierro (Fe33P).P).
En el enfriamiento la austenita se transforma en perlita y, en la observación a En el enfriamiento la austenita se transforma en perlita y, en la observación a grandes aumentos, se revelan pequeños glóbulos blancos ferríticos, de contorno grandes aumentos, se revelan pequeños glóbulos blancos ferríticos, de contorno ennegrecido, sobre un fondo blanco no resuelto constituido por cementita y Fe ennegrecido, sobre un fondo blanco no resuelto constituido por cementita y Fe33P,P,
cuando el ataque se realiza con nital. cuando el ataque se realiza con nital.
Para resolver el f
Para resolver el fondo blanco bifásico pueden emplearse reactivos diferenciales:ondo blanco bifásico pueden emplearse reactivos diferenciales: picrato sódico alcalino en caliente que obscurece sólo la cementita; reactivo de picrato sódico alcalino en caliente que obscurece sólo la cementita; reactivo de Murakami en caliente (10 g de f
Murakami en caliente (10 g de ferricianuro potásico, 10 g de hidróxido potásico, 100 ce.erricianuro potásico, 10 g de hidróxido potásico, 100 ce. de agua) que obscurece sólo el Fe
de agua) que obscurece sólo el Fe33P; reactivo de Portevin (25 g de bromuro potásico,P; reactivo de Portevin (25 g de bromuro potásico,
25 g de bromo, 30 g de hidróxido sódico y 95 g de agua) que sólo ennegrece el Fe 25 g de bromo, 30 g de hidróxido sódico y 95 g de agua) que sólo ennegrece el Fe33P;P;
etc. etc.
La steadita está formada a temperatura ambiente por un 27% de ferrita, un 31% La steadita está formada a temperatura ambiente por un 27% de ferrita, un 31% de cementita y un 42%de Fe
de cementita y un 42%de Fe33P (2% C - 6,9% P P (2% C - 6,9% P - 91,1% Fe).- 91,1% Fe).
X200
otra parte, el bajo punto de fusión de estas fundiciones les comunica una inmejorable otra parte, el bajo punto de fusión de estas fundiciones les comunica una inmejorable colabilidad y de ahí su aplicación en piezas de complicada morfología y pequeños colabilidad y de ahí su aplicación en piezas de complicada morfología y pequeños espesores: radiadores, fundiciones artísticas, etc.
espesores: radiadores, fundiciones artísticas, etc.
En fundiciones ferríticas de alto contenido en silicio
En fundiciones ferríticas de alto contenido en silicio puede formarse un eutécticopuede formarse un eutéctico temario estable formado por austenita, Fe
temario estable formado por austenita, Fe33P y grafito. La matriz blanca de esta steaditaP y grafito. La matriz blanca de esta steadita
pseudobinaria está entonces constituida por Fe
pseudobinaria está entonces constituida por Fe33P exclusivamente, sobre la queP exclusivamente, sobre la que
destacan glóbulos blancos ferríticos. Sin embargo, esta steadita no suele presentarse destacan glóbulos blancos ferríticos. Sin embargo, esta steadita no suele presentarse en las fundiciones perlíticas fosforosas de utilización industrial.
en las fundiciones perlíticas fosforosas de utilización industrial. FUNDICIÓN NODULAR
FUNDICIÓN NODULAR
Fundición esferoidal perlítica (X200
Fundición esferoidal perlítica (X200 – – X500) X500) Composición química: Composición química: C:3,5%; Mn:0,5%; Si:2,5%; P:0,05%; S:0,02%; C:3,5%; Mn:0,5%; Si:2,5%; P:0,05%; S:0,02%; Mg:0,05%Mg:0,05% Tratamiento: Tratamiento:
Redondo de 30mm de diámetro, fundido en arena, en estado bruto de colada. Redondo de 30mm de diámetro, fundido en arena, en estado bruto de colada. Ataque:
Ataque:
Inmersión en nital-3 durante 5 segundos a temperatura ambiente. Inmersión en nital-3 durante 5 segundos a temperatura ambiente.
Microestructu
Microestructura, ra, propiedades y aplicaciones:propiedades y aplicaciones:
Fundición esferoidal perlítica Fundición esferoidal perlítica
Esferas de grafito sobre matriz perlítica. Las esferas de grafito están rodeadas Esferas de grafito sobre matriz perlítica. Las esferas de grafito están rodeadas por zonas ferríticas (ojos de buey).
por zonas ferríticas (ojos de buey).
Esta estructura, típica del estado bruto de colada, proporciona una resistencia Esta estructura, típica del estado bruto de colada, proporciona una resistencia de 70 kg/mm
de 70 kg/mm22 y un 3% de alargamiento. El ensayo de tracción de estas fundiciones y un 3% de alargamiento. El ensayo de tracción de estas fundiciones esferoidales muestra un periodo elástico a diferencia de las fundiciones grises con esferoidales muestra un periodo elástico a diferencia de las fundiciones grises con grafito laminar, siendo el límite elástico de 50 kg/mm
grafito laminar, siendo el límite elástico de 50 kg/mm22 y el módulo de elasticidad de y el módulo de elasticidad de 17500 kg/mm
17500 kg/mm22, valores próximos al de los , valores próximos al de los aceros semiduros.aceros semiduros.
El punto de fusión de las fundiciones esferoidales es próximo al del eutéctico, El punto de fusión de las fundiciones esferoidales es próximo al del eutéctico,
X200
Fundición Centra-Steel perlítica
Fundición Centra-Steel perlítica (X200-X500-X1(X200-X500-X1000).000). Composición química: Composición química: C:1,75%; Mn:0,4%; Si:2,25%; P:0,05%; S:0,04%; B:0,02%. C:1,75%; Mn:0,4%; Si:2,25%; P:0,05%; S:0,04%; B:0,02%. Tratamiento: Tratamiento:
Redondo de 30mmde diámetro, fundido en arena, en estado bruto de colada Redondo de 30mmde diámetro, fundido en arena, en estado bruto de colada Ataque:
Ataque:
Inmersión en nital-3 a temperatura ambiente durante 5 segundos. Inmersión en nital-3 a temperatura ambiente durante 5 segundos.
Microestructu
Microestructura, ra, propiedades y propiedades y aplicaciones:aplicaciones:
Fundición Centra-Steel perlítica. Fundición Centra-Steel perlítica.
Esferas de grafito sobre matriz perlítica. Las esferas de grafito están rodeadas Esferas de grafito sobre matriz perlítica. Las esferas de grafito están rodeadas de una aureola ferrítica (ojos de buey).
de una aureola ferrítica (ojos de buey).
Las propiedades mecánicas en el estado de bruto de colada son: Las propiedades mecánicas en el estado de bruto de colada son:
Rm= 56 kg/mm
Rm= 56 kg/mm22 ; Rp =42 kg/mm ; Rp =42 kg/mm22 ; A(%) = 1 ; A(%) = 1
Con respecto a la fundición esferoidal perlítica se observa que presenta una Con respecto a la fundición esferoidal perlítica se observa que presenta una menor resistencia y alargamiento, pero el módulo elástico es superior (19000 kg/mm menor resistencia y alargamiento, pero el módulo elástico es superior (19000 kg/mm22).).
Esta fundición es la que presenta un mayor módulo elástico, siendo su valor Esta fundición es la que presenta un mayor módulo elástico, siendo su valor muy similar al de
muy similar al de los aceros (20500 kg/mmlos aceros (20500 kg/mm22).).
Cuando se quiere aumentar la resistencia del estado bruto de colada se Cuando se quiere aumentar la resistencia del estado bruto de colada se someten las piezas a un normalizado a 875 ºC con enfriamiento al aire, que someten las piezas a un normalizado a 875 ºC con enfriamiento al aire, que proporciona una estructura de perlita fina exenta de los
proporciona una estructura de perlita fina exenta de los "ojos de buey" ferríticos."ojos de buey" ferríticos.
Las aplicaciones de estas fundiciones son similares a las de las fundiciones Las aplicaciones de estas fundiciones son similares a las de las fundiciones esferoidales.
esferoidales.
X200
FUNDICIÓN EQUIAXIAL FUNDICIÓN EQUIAXIAL Fundición
Fundición maleable nmaleable negra perlítica (X200-Xegra perlítica (X200-X1000. Sin ataca1000. Sin atacar).r). Composición química: Composición química: C:2,5%; Mn:0,5%; Si:1,2%; P:0,05%; S:0,04% C:2,5%; Mn:0,5%; Si:1,2%; P:0,05%; S:0,04% Tratamiento: Tratamiento:
Redondo de 30 mm de diámetro, fundido en arena, recocido a 900
Redondo de 30 mm de diámetro, fundido en arena, recocido a 900 ºC duranteºC durante 10 horas y enfriado en horno hasta 760 ºC con velocidad de 100 ºC/h. Enfriamiento al 10 horas y enfriado en horno hasta 760 ºC con velocidad de 100 ºC/h. Enfriamiento al aire desde los 760 ºC.
aire desde los 760 ºC. Ataque:
Ataque:
Probeta en estado de pulido, previamente sometida a tres ciclos de ataque y Probeta en estado de pulido, previamente sometida a tres ciclos de ataque y pulido consecutivos.
pulido consecutivos.
Microestructu
Microestructura, ra, propiedades y propiedades y aplicaciones:aplicaciones:
Fundición maleable negra. Fundición maleable negra.
En el estado de pulido sólo se observan nódulos de grafito. Estos nódulos En el estado de pulido sólo se observan nódulos de grafito. Estos nódulos tienen una geometría mucho más irregular que las esferas de grafito, aunque tienen una geometría mucho más irregular que las esferas de grafito, aunque conservan contornos más o menos redondeados. Sin embargo, este grafito nodular es conservan contornos más o menos redondeados. Sin embargo, este grafito nodular es cristalográficamente semejante al grafito laminar, aunque al formarse estando el cristalográficamente semejante al grafito laminar, aunque al formarse estando el material en estado sólido su crecimiento es marcadamente radial. El diámetro de los material en estado sólido su crecimiento es marcadamente radial. El diámetro de los nódulos es, en este
nódulos es, en este caso, de 50mm caso, de 50mm aproximadaaproximadamente.mente.
El contorno de los nódulos está muy influido por el manganeso y azufre que El contorno de los nódulos está muy influido por el manganeso y azufre que contiene la fundición. Para manganesos altos los nódulos son mucho más irregulares, contiene la fundición. Para manganesos altos los nódulos son mucho más irregulares, mientras que un azufre elevado favorece la esferoidización.
mientras que un azufre elevado favorece la esferoidización.
Las fundiciones maleables americanas o fundiciones maleables de corazón Las fundiciones maleables americanas o fundiciones maleables de corazón negro, se venían fabricando desde la antigüedad por una diversidad de negro, se venían fabricando desde la antigüedad por una diversidad de procedimientos, con objeto de obtener piezas de formas irregulares y pequeños procedimientos, con objeto de obtener piezas de formas irregulares y pequeños espesores difíciles o imposibles de fundir en acero por la baja colabilidad de éste. Las espesores difíciles o imposibles de fundir en acero por la baja colabilidad de éste. Las piezas se colaban en fundición blanca, de bajo punto de fusión y alta colabilidad, y piezas se colaban en fundición blanca, de bajo punto de fusión y alta colabilidad, y
X200 X1000
Las piezas son luego calentadas, en una atmósfera neutra, a temperaturas entre Las piezas son luego calentadas, en una atmósfera neutra, a temperaturas entre 870-950 ºC durante 8-60 horas. Durante este recocido se descompone totalmente la 870-950 ºC durante 8-60 horas. Durante este recocido se descompone totalmente la cementita obteniéndose una estructura de austen
cementita obteniéndose una estructura de austenita y grafito ita y grafito nodular.nodular.
Posteriormente se enfrían de forma rápida hasta 760 ºC, y a partir de esta Posteriormente se enfrían de forma rápida hasta 760 ºC, y a partir de esta temperatura se enfrían lentamente a razón de 5-10 ºC/h hasta 710 ºC en que pueden temperatura se enfrían lentamente a razón de 5-10 ºC/h hasta 710 ºC en que pueden ser sacadas al aire. Durante el enfriamiento lento la austenita evoluciona por el ser sacadas al aire. Durante el enfriamiento lento la austenita evoluciona por el diagrama
diagrama estable tranestable transformándose sformándose en ferrita y en ferrita y grafito eutectoidgrafito eutectoide que e que engrasa engrasa alal obtenido a alta temperatura. La matriz es,
obtenido a alta temperatura. La matriz es, pues, ferrítica.pues, ferrítica.
Otras veces se sustituye el enfriamiento lento entre 760 ºC y 710 ºC por un Otras veces se sustituye el enfriamiento lento entre 760 ºC y 710 ºC por un mantenimiento a 720 ºC, con lo cual puede realizarse la maleabilización de una forma mantenimiento a 720 ºC, con lo cual puede realizarse la maleabilización de una forma rápida y económica utilizando dos hornos: uno para la grafitización primaria mantenido rápida y económica utilizando dos hornos: uno para la grafitización primaria mantenido a 900 ºC y otro para la grafitización secundaria que opera a 720 ºC. Las piezas se a 900 ºC y otro para la grafitización secundaria que opera a 720 ºC. Las piezas se pasan rápidamente del homo de alta al de baja temperatura, igualándose los tiempos pasan rápidamente del homo de alta al de baja temperatura, igualándose los tiempos de permanencia en ambos hornos para evitar tiempos muertos en la producción, de permanencia en ambos hornos para evitar tiempos muertos en la producción, siendo
siendo su duración variabsu duración variable entre 8 y 1le entre 8 y 15 h dependie5 h dependiendo del tamaño ndo del tamaño de las piezas,de las piezas, composición química, etc.
composición química, etc.
Los hornos en los procesos industriales disponen de atmósfera controlada para Los hornos en los procesos industriales disponen de atmósfera controlada para evitar indeseables descarburacion
evitar indeseables descarburaciones u oxidaciones en la superficie de les u oxidaciones en la superficie de las piezas.as piezas.
Si se desea obtener fundición maleable negra de matriz perlítica puede Si se desea obtener fundición maleable negra de matriz perlítica puede acortarse aún más el ciclo sacando las piezas al aire desde una temperatura acortarse aún más el ciclo sacando las piezas al aire desde una temperatura ligeramente superior a la del intervalo eutectoide. Para ello tras el recocido a alta ligeramente superior a la del intervalo eutectoide. Para ello tras el recocido a alta temperatura se enfrían lentamente en el horno (15 ºC/h) hasta 760 ºC en que se sacan temperatura se enfrían lentamente en el horno (15 ºC/h) hasta 760 ºC en que se sacan directamente al aire.
directamente al aire.
Si las piezas son estrechas se obtiene así una matriz enteramente perlítica, Si las piezas son estrechas se obtiene así una matriz enteramente perlítica, pero para piezas más
pero para piezas más gruesas pueden aparecer "ojos de buey" aureolando los nódulosgruesas pueden aparecer "ojos de buey" aureolando los nódulos de grafito e incluso lagunas ferríticas aisladas. En efecto, la estructura final de la matriz de grafito e incluso lagunas ferríticas aisladas. En efecto, la estructura final de la matriz es función de la velocidad de enfriamiento en el intervalo eutectoide de temperaturas, es función de la velocidad de enfriamiento en el intervalo eutectoide de temperaturas, por ello, para velocidades crecientes, se obtienen matrices ferríticas, ferrítico-perlíticas, por ello, para velocidades crecientes, se obtienen matrices ferríticas, ferrítico-perlíticas, perlíticas, sorbíticas, bainíticas y, finalmente, martensíticas.
perlíticas, sorbíticas, bainíticas y, finalmente, martensíticas.
En piezas masivas, que darían una cantidad considerable de ferrita por En piezas masivas, que darían una cantidad considerable de ferrita por enfriamiento al aire, suele utilizarse el enfriamiento en aceite desde 760 ºC seguido de enfriamiento al aire, suele utilizarse el enfriamiento en aceite desde 760 ºC seguido de un revenido a 600 ºC que elimina las tensiones internas, disminuye la dureza y un revenido a 600 ºC que elimina las tensiones internas, disminuye la dureza y proporciona una microestructura sorbítica de altas
proporciona una microestructura sorbítica de altas características mecánicas.características mecánicas.
La matriz perlítica puede también conseguirse por normalizado de las maleables La matriz perlítica puede también conseguirse por normalizado de las maleables ferríticas desde una temperatura de 800 ºC.
ferríticas desde una temperatura de 800 ºC. En ningún caso es aconsejable sacar las
En ningún caso es aconsejable sacar las piezas al aire a piezas al aire a temperaturas inferiorestemperaturas inferiores a los 700 ºC
a los 700 ºC pues, además del alargamiento innecesario del ciclo de mpues, además del alargamiento innecesario del ciclo de m aleabilización sealeabilización se disminuye la resiliencia, atravesando ésta un mínimo para los 350 ºC.
disminuye la resiliencia, atravesando ésta un mínimo para los 350 ºC. Esta disminuciónEsta disminución de la resiliencia de las fundiciones maleables con las menores temperaturas de de la resiliencia de las fundiciones maleables con las menores temperaturas de finalización del tratamiento es muy discutida en cuanto a su origen: precipitación de finalización del tratamiento es muy discutida en cuanto a su origen: precipitación de partículas submicroscópicas, influencia del fósforo en la fragilización intergranular para partículas submicroscópicas, influencia del fósforo en la fragilización intergranular para contenidos superiores a 0,20%, variaciones de solubilidad de elementos residuales en contenidos superiores a 0,20%, variaciones de solubilidad de elementos residuales en la ferrita, etc. Sea cual sea su causa sus efectos son muy importantes, pues de la ferrita, etc. Sea cual sea su causa sus efectos son muy importantes, pues de 4,5kgm/cm
4,5kgm/cm22 para una temperatura de 700 ºC para una temperatura de 700 ºC se pasa a 2,2 kgm/cmse pasa a 2,2 kgm/cm22 para los 350 ºC en para los 350 ºC en el caso de la f
Fundición maleable negra perlítica (X100
Fundición maleable negra perlítica (X100 -X200-X500-X200-X500-X1000. Nital).-X1000. Nital). Composición química: Composición química: C:2,5%; Mn:0,5%; Si:1,2%; P:0,05%; S:0,04% C:2,5%; Mn:0,5%; Si:1,2%; P:0,05%; S:0,04% Tratamiento: Tratamiento:
Redondo de 30 mm de diámetro, fundido en arena, recocido a 900
Redondo de 30 mm de diámetro, fundido en arena, recocido a 900 C duranteC durante 10 horas y enfriado en horno hasta 760 C
10 horas y enfriado en horno hasta 760 C con velocidad de 100 C/h. Enfriamiento alcon velocidad de 100 C/h. Enfriamiento al aire desde los 760 C.
aire desde los 760 C. Ataque:
Ataque:
Inmersión en nital-3 a temperatura ambiente durante 5 segundos. Inmersión en nital-3 a temperatura ambiente durante 5 segundos.
Microestructu
Microestructura, ra, propiedades y aplicaciones:propiedades y aplicaciones:
Fundición maleable negra perlítica. Fundición maleable negra perlítica.
Nódulos de grafito sobre matriz perlítica
Nódulos de grafito sobre matriz perlítica exenta de "ojos de buey".exenta de "ojos de buey".
Con este tratamiento la fundición maleable posee las siguientes propiedades Con este tratamiento la fundición maleable posee las siguientes propiedades mecánicas:
mecánicas:
Rm=42-70 kg/mm
Rm=42-70 kg/mm22; Rp=30-56 kg/mm; Rp=30-56 kg/mm22; A(%) = 10-2; HB = 180-240.; A(%) = 10-2; HB = 180-240.
Cuando se desea obtener una estructura de perlita globulizada -de mayor Cuando se desea obtener una estructura de perlita globulizada -de mayor tenacidad y alargamiento- se templa en aceite la fundición desde la temperatura de tenacidad y alargamiento- se templa en aceite la fundición desde la temperatura de
X100
X100 X200X200
X500