Fundiciones de Hierro-Carbono

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                   Universidad Nororiental Privada Gran Mariscal de Ayacucho                                        Integrantes:                                             

                      Núcleo de Sucre                                                                                                                     Albert Ramos

                     Escuela de Ingeniería                                                                                                      Enrique Barreto

                                                                                                                                                                 José M. Padilla

                                                                                                                                                                     José J. Mata

                                                                                                                                                                Stephany Ortiz

                 Prof. Gabriela Mata

Elementos de la Metalurgia

Fundiciones de Hierro-Carbono

INTRODUCCIÓN

Los hierros fundidos, como los aceros, son básicamente aleaciones de hierro y carbono. En relación con el diagrama hierro-carburo de hierro, los hierros fundidos contienen más cantidad de carbono que la necesaria para saturar austenita a la temperatura eutéctica; por lo tanto, contienen entre 2 y 6.67% de carbono. Como el alto contenido de carbono tiende a hacer muy frágil al hierro fundido. La mayoría de los tipos manufacturados comercialmente están en el intervalo de 2.5 a 4% de carbono.

Aunque los hierros fundidos comunes son frágiles y tienen mas bajas propiedades de resistencia que la mayoría de los aceros, son baratos, pueden fundirse más fácilmente que el acero y tienen otras propiedades útiles. Además, mediante una aleación apropiada, buen control de la fundición y un tratamiento térmico adecuado, las propiedades de cualquier tipo de hierro fundido pueden variar ampliamente. Los significativos desarrollos en el control de la fundición han dado lugar a la producción de grandes tonelajes de hierros fundidos, cuyas propiedades suelen ser consistentes.

TIPOS DE HIERRO FUNDIDO

El mejor método para clasificar el hierro fundido es de acuerdo con su estructura metalográfica. Las variables a considerar que dan lugar a los diferentes tipos de hierro fundido son: el contenido de carbono, el contenido de aleación y de impurezas, la rapidez de enfriamiento durante o después del congelamiento, y el tratamiento térmico después de fundirse. Estas variables controlan la condición del carbono y también su forma física. Los tipos de hierro fundido se pueden clasificar como sigue:

• Hierros fundidos blancos

        En los cuales, todo el carbono está en la forma combinada como cementita. Los cambios que tienen lugar en este hierro durante la solidificación y el enfriamiento subsecuente son determinador por el diagrama hierro- carburo de hierro. Todos los hierros fundidos blancos son aleaciones hipoeutecticas y ahora se describirá el enfriamiento de una aleación al 2.50% de carbono.

• Hierros fundidos Maleables

En los cuales la mayoría o todo el carbono esta sin combinar en la forma de partículas redondas irregulares, conocidas como carbono revenido, el cual se obtiene mediante tratamiento térmico del hierro fundido blanco.

El propósito de la maleabilización es convertir todo el carbono combinado presente en el hierro blanco en nódulos irregulares de carbono revenido (grafito) y ferrita. Comercialmente, este proceso se efectúa en dos etapas conocidas como la primera y la segunda etapas de recocido.

En la primera etapa de recocido, la fundición del hierro blanco, se recaliente lentamente a una temperatura entre 1650 y 1750ºF. Durante el calentamiento, la perlita se convierte a austenita en la línea inferior crítica. La austenita así formada disuelve alguna cementita adicional conforme se calienta a la temperatura de recocido.

En la segunda etapa de recocido, las piezas fundidas se enfrían lentamente a una rapidez de 5 a 15ºF /hr a través del intervalo critico en el cual tendría lugar la reacción eutectoide. Durante el lento enfriamiento, el carbono disuelto en la

Si una cantidad controlada de carbono en el orden de 0.3 a 0.9%, se retiene como carburo de hierro finamente distribuido, resulta un conjunto totalmente distinto de propiedades mecánicas. La resistencia y la dureza de las piezas fundidas se incrementaran sobre las del hierro ferritico maleable una cantidad burdamente proporcional a la cantidad de carbono combinado restante en el producto terminado.

• Hierros fundidos grises

En los cuales la mayoría o todo el carbono esta sin combinar en la forma de escamas de grafito. Este grupo constituye una de las aleaciones de hierro más ampliamente utilizadas. En la manufactura de hierro fundidos grises, la tendencia de la cementita a separarse en grafito y austenita o ferrita es favorecida controlando la composición de aleación y las rapideces de enfriamiento. La mayoría de los hierros fundidos grises son aleaciones hipoeutecticas que contienen entre 2.5 y 4% de carbono.

Silicio en hierro fundido: El silicio es un elemento en la metalurgia del hierro gris; incrementa la fluidez y tiene efecto sobre la solidificación de aleación fundida. La composición eutéctica se mueve a la izquierda (aproximadamente 0.30% de carbono por cada 1% de silicio), lo cual abate la temperatura a la cual la aleación empieza a solidificar. Conforme aumenta el contenido de silicio, disminuye el área de campo de austenita, el contenido de carbono eutectoide decrece y la transformación eutectoide, ocurre sobre un intervalo que se amplia.

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