Fundiciones

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FUNDICIONES

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA

MECANICA F.I.U.B.A.

ING. GUILLERMO CASTRO

FEBRERO 2009

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FUNDICIONES DE HIERRO

Las fundiciones de hierro son aleaciones de hierro carbono del 2 al 5%, cantidades de silicio del

2 al 4%, del manganeso hasta 1%, bajo azufre y bajo fósforo. Se caracterizan por que se pueden

vaciar del horno cubilote para obtener piezas de muy diferente tamaño y complejidad pero no

pueden ser sometidas a deformación plástica, no son dúctiles ni maleables y poco soldables pero

sí maquinables, relativamente duras y resistentes a la corrosión y al desgaste.

Las fundiciones tienen innumerables usos y sus ventajas más importantes son:

- Son más fáciles de maquinar que los aceros.

- Se pueden fabricar piezas de diferente tamaño y complejidad.

- En su fabricación no se necesitan equipos ni hornos muy costosos.

- Absorben las vibraciones mecánicas y actúan como autolubricantes.

- Son resistentes al choque térmico, a la corrosión y de buena resistencia al desgaste.

De acuerdo con la apariencia de su fractura, las fundiciones pueden ser grises, blancas,

atruchadas, aunque también existen las fundiciones maleables, nodulares y especiales o

aleadas.

MICROCONSTTITUYENTES DE LAS FUNDICIONES

Las fundiciones de hierro pueden presentar los mismos constituyentes de los aceros, más el

eutéctico ledeburita compuesto de austenita y cementita, el eutéctico ternario de cementita, ferrita

y fosfuro de hierro (esteadita) y el carbono en forma de láminas, nódulos o esferitas de grafito, su

microestructura se basa en el diagrama hierro carbono estable.

Ledeburita: Es el constituyente eutéctico que se forma al enfriar la fundición líquida de 4.3% C

desde 1145°C. Está formada por 52% de cementita y 48% de austenita de 2% C. La ledeburita

no existe a temperatura ambiente en las fundiciones ordinarias debido a que en el enfriamiento

se transforma en cementita y perlita; sin embargo en las fundiciones se pueden conocer la zonas

donde existió la ledeburita por el aspecto eutéctico con que quedan las agrupaciones de perlita y

cementita.

Esteadita: Es un constituyente de naturaleza eutéctica duro, frágil (300 a 350 Vickers) y de bajo

punto de fusión (960°C), que aparece en las fundiciones de alto contenido en fósforo (más de 0.

l5 % P)

Propiedades

Es muy frágil, dureza baja de unos 80 a 100 HB, resistente al choque térmico, a la corrosión,

absorbe las vibraciones, bajo costo y poco soldable comparado con el acero.

Aspecto

La superficie exterior en la fundición es de color gris oscuro, mientras que la fractura es oscura

(fundición negra) o gris (fundición gris) o atruchada (puntos claros sobre fondo oscuro, o

viceversa) o clara (fundición blanca); al aire libre, la superficie externa se cubre de herrumbe

(óxido hidratado de hierro) de color rojo pardo que penetra lentamente en el interior.

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Peso específico

El peso específico varía con la composición y por consiguiente con el aspecto de la fundición; se

puede admitir, por término medio:

Fundición gris = 7 a 7.2

Fundición atruchada = 7.3 a 7.4

Fundición blanca = 7.4 a 7.6

Temperatura de fusión

Varía con la composición y el aspecto de la fundición. En promedio es:

Fundición negra gris 1200° C

Fundición blanca 1100° C

Fluidez

Es la propiedad del metal líquido de correr y de llenar bien los moldes: en igualdad de

temperatura, la fundición fosforosa es más fluida que la fundición con poco fósforo.

Contracción

Como se ha visto, el metal, al solidificarse, sufre una contracción: en la fundición blenca la

contracción es casi igual a la del acero (16 a 18 por 1000). En las fundiciones grises, en las

cuales en el momento de la solidificación se segregan las laminillas de grafito ( de peso

específico - 2 ) con aumento de volumen de la masa, la contracción final resulta menor ( 10 por

1000); la contracción varia también según los obstáculos mayores o menores que encuentra la

colada en el molde.

Resistencia a la tracción

La fundiciíon gris tiene una carga de rotura a la tracción que, de cerca de 15 Kg/mm2, llega a los

30 , 40 y 45 Kg/ mm2. Las fundiciones aleadas y las esferidales sobrepasan este límite llegando

a cargas que se pueden comparar a las de los aceros de calidad (70 y hasta 80 Kg/ mm2.) en las

fundiciones maleables las cargas de rotura son de por lo menos 32 Kg/ mm2, generalmente en

torno a 40 Kg/ mm2.

La resistencia a la comprensión es mayor, y para las fundiciones grises normales resulta cerca

de tres veces la de la tracción: por eso, como vemos, es aconsejable someter las piezas de

fundición a esfuerzos de compresión, más bien que a los de tracción.

Resistencia a la flexión

Puesto que en la flexión las fibras del elemento quedan tensas en la parte convexa, y

comprimidas en la cóncava, la resistencia a la flexión varia según la orientacion de la sección.

Resistencia al choque

El choque y la resiliencia son solicitaciones dinámicas, y en su confrontación la fundición se

comporta de un modo particular. Las fundiciones grises, resisten no muy bien los choque y son

frágiles porque no sufren deformaciones plásticas. Las fundiciones maleables, por el contrario, y

las de grafito nodular (fundiciones dúctiles) resisten bien; no obstante, si los choques está

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contenidos en el límite de seguridad; las fundiciones grises tienen un óptimo comportamiento, por

su propiedad característica de amortiguar las vibraciones, por esto (además de por razones

económicas) se ha llegado a sustituir los cigüeñales de acero tratado para compresores y para

motores de combustión interna, por árboles colados con fundición gris, obteniéndose un

funcionamiento más regular más suave y menos ruidoso.

Dureza

La dureza de la función es relativamente elevada. La fundición gris tiene una dureza de 140 a

250 Brinell, se puede mecanizar fácilmente, porque la viruta se desprende mejor y por la

presencia de grafito liberado, que lubrica el paso de la viruta sobre el corte de la herramienta, la

Viruta es siempre escamosa, excepto en las fundiciones maleables y en las de grafito nodular.

Las fundiciones blancas tienen una dureza superior

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