hierro fundido (hierro colado) -...
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Hierro fundido
(hierro colado)
Julio Alberto Aguilar Schafer
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3Fe + C Fe3C
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Fundición maleable: 2.00-2.65% C
Fundición gris: 2.50-4.00% C
Fundición dúctil: 2.00-2.50% C
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Clasificación de las fundiciones
de hierro
1. Fundición blanca
2. Fundición maleable
3. Fundición gris
4. Fundición dúctil o nodular
5. Fundición vernicular
6. Fundición aleada
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La clasificación establecida por el Instituto del Hierro
y el Acero de las fundiciones utilizadas en al construcción
mecánica es la siguiente:
Serie F-800 Fundiciones.
Grupo F-810 Fundiciones grises.
Grupo F-830 Fundiciones maleables.
Grupo F-840 Fundiciones maleables perlíticas.
Grupo F-860 Fundiciones nodulares.
Grupo F-870 Fundiciones especiales
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Fundición Blanca y Maleable
• Componentes químicos:
-C 2.00-2.65%
-Si 0.90-1.40%
-Mn 0.25-0.55%
-P <0.18%
-S 0.05-0.18%
• Transformación de fundición blanca en maleable.
• Temperatura de descomposición de Fe3C 3Fe+C
• 648-715 C
• Nodos irregulares de grafito en una matriz perlítica.
0
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Microestructura
de la fundición blanca
Microestructua
de la fundición
maleable ferrítica
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Hierros Gris, Vermicular y Nodular
Principales Hierros
Comerciales
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Hierros Gris, Vermicular y Nodular
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Fundición gris
• Componentes químicos:
-C 2.50-4.00%
-Si 0.90-1.40%
-Mn 0.25-0.55%
-P <0.18%
-S 0.06-0.12%
• El Si es un elemento grafitizante:
Fe3C 3Fe+C
el Si desplaza hacia la derecha 0.30% de C por cada 1% de Si.
• El azufre forma FeS, que se reduce por la presencia de Mn
FeS+Mn Fe+MnS
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Forma laminar del grafito en la
fundición gris
• El tamaño de las
láminas de grafito se
regulan al agregar
inoculantes, estos
son: calcio, aluminio,
titanio y el circonio, el
carburo se silicio y el
siliciuro cálsico.
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Fundición Dúctil (nodular)
• Componentes
químicos:
-C 2.50-4.00%
-Si 0.90-1.40%
-Mn 0.25-0.55%
-P <0.18%
-S <0.015%
• Para obtener la
fundición nodular es
necesario mantener
el S <0.015, esto se
logra al agregar CaO
FeS+CaO Fe+CaS+SO2
Los nodulos de grafito
se obtiene al agregar
Mg y Ce al metal en
estado líquido
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Como Obtener Hierro Dúctil
• El grafito esferoidal es obtenida mediante la
adición de elementos nodulizantes, que evitan
que el S y el O cambien la forma de
crecimiento del grafito.
• Los nodulizantes más comunes son, Mg, Ce,
Ca y tierras raras. Lo más utilizado es lo Mg,
a través de una aleación del FeSiMg
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Hierro Nodular • Son hierros en que la mayor parte del carbono
de su microestructura esta en forma de grafito
esferoidal, obteniéndose en estado natural de
fundición.
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Hierros Nodulares
Grafita Nodular sem depósitos de
Carbono sobre a grafito (Grafito Lisa)
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Hojuelas de grafito
Fundición gris
Nodulos de grafito
Fundición maleable
Nodulos de grafito
Fundición dúctil
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Fundición Vermicular (Fundición de Grafito Compacto - CGI)
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Orígenes
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Características Principales
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Range of Compositions for Typical Unalloyed Cast Irons
Percent (%)
Type of Iron
Carbon Silicon Manganese Sulfur Phosphorus
Gray 2.5-4.0 1.0-3.0 0.2-1.0 0.02-0.25 0.02-1.0
Ductile 3.0-4.0 1.8-2.8 0.1-1.0 0.01-0.03 0.01-0.1
Compacted Graphite 2.5-4.0 1.0-3.0 0.2-1.0 0.01-0.03 0.01-0.1
Malleable (Cast White)
2. -2.9 0.9-1.9 0.15-1.2 0.02-0.2 0.02-0.2
White 1.8-3.6 0.5-1.9 0.25-0.8 0.06-0.2 0.06-0.2
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Propiedades Físicas/Mecánicas
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Límites de nodularidad
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100% CG 95% CG 90% CG 80% CG
70% CG 60% CG 50% CG
CG=grafito compacto
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Estabilidad de la fundición
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Resistencia a la fractura
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Tratamientos térmicos
Tabla de Valores de σ max , σ 02% y δ (%) en función de los tratamientos térmicos
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Progreso de la fisura
en la interfaz grafito-matriz
Formación
de
microgrietas
en los
extremos de
las
partículas de
grafito
Estructura de austemperizado
conformada por ferrita
acicular y austenita retenida.
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Control de
Producción
• Graphyte
batch
method
• Graphyte
flow
method
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Aplicaciones
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