Siderurgía: FUNDICIÓN DE HIERRO GRIS

FUNDICIÓN DE HIERRO GRIS

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.

FUNDICION GRIS

La mayor parte del contenido de carbono en el hierro gris se da en forma de escamas o láminas de grafito, las cuales dan al hierro su color y sus propiedades deseables.

El hierro gris es fácil de maquinar, tiene alta capacidad de templado y buena fluidez para el colado, pero es quebradizo y de baja resistencia a la tracción.

El hierro gris se utiliza bastante en aplicaciones como bases o pedestales para máquinas, herramientas, bastidores para maquinaria pesada, y bloques de cilindros para motores de vehículos, discos de frenos, herramientas agrícolas entre otras.

Las propiedades físicas y en particular las mecánicas varían dentro de amplios intervalos respondiendo a factores como la composición química, rapidez de enfriamiento después del vaciado, tamaño y espesor de las piezas, práctica de vaciado, tratamiento térmico y parámetros microestructurales como la naturaleza de la matriz y la forma y tamaño de las hojuelas de grafito.

Se llama así por el aspecto de su fractura, que es de color gris. Es aquella en la cual el carbono se encuentra en alto grado o en su totalidad en estado libre en forma de grafito laminar. La fundición gris (a excepción de la blanca) se diferencia del acero debido que en su estructura hay inclusiones de grafito cuya cantidad, forma, tamaño y distribución varían dentro de unos límites muy amplios y da lugar a diferentes fundiciones grises. Estas fundiciones son un material compuesto de grafito, y de otro material matriz que frecuentemente está compuesto por un intermertálico cerámico (cementita), y otro material (ferrita) que es metálico. 6 Su colabilidad es mejor en cuanto mayor sea el contenido de carbono por ser pequeño el intervalo de temperaturas entre líquidus y sólidus. Algunas de ellas, las de composición eutéctica, solidifican a temperatura constante.

CLASIFICACIÓN DE LAS FUNDICIONES GRISES.

Las fundiciones grises se pueden clasificar de varia formas, pero una de las más usuales es la clasificación por la estructura de la matriz:

a) Fundición gris perlítica.

Su estructura está formada de perlita con inclusiones de grafito, el grafito se ve en forma de vetas pequeñas). Como se sabe, la perlita contiene un 0,8 % de C, por consiguiente, esta unidad de carbono se halla en la fundición perlítica gris en estado ligado (es decir, en forma de cementita). La cantidad restante se encuentra en estado libre, o sea, en forma de grafito.

b) Fundición gris ferrítica.

En esta fundición la matriz es ferrita y todo el carbono que hay en la aleación está en forma de grafito

c) Fundición gris ferrito-perlítica.

La estructura de esta fundición está formada por ferrita y perlita e inclusiones de grafito. En esta fundición la cantidad de carbono ligado es menor que el 0,8 % de C.

DEFECTOS QUE SE PRODUCEN EL LA FUNDICIÓN GRIS.

Las discontinuidades en la matriz de las fundiciones grises disminuyen las propiedades de las piezas fundidas debido a que reducen la sección útil de las piezas moldeadas y disminuyen su resistencia. Es necesaria por eso una identificación cuidadosa previa de éstos, de manera que puedan ser eliminadas o minimizados. El lugar, la forma y el tamaño de un defecto proveen valiosos indicios acerca de su origen. A continuación se estudian los defectos comunes encontrados en las fundiciones grises.

PROPIEDADES GENERALES DE LAS FUNDICIONES GRISES.

Tal vez convenga subrayar, a modo de introducción a las propiedades, que las fundiciones grises son un material compuesto de grafito, y de otro material matriz. Este material a su vez, frecuentemente está compuesto por un intermetálico "cerámico" - la cementita -, y otro material - la ferrita - que es metálico.

- Las fundiciones son aleaciones férreas que requieren para su elaboración menos energía que los aceros, porque con similar capacidad calorífica su temperatura de fusión es menor. Presentan, además, excelentes características de colabilidad y dan poco rechupe.

- Su colabilidad es mejor cuanto mayor es su contenido de carbono, por ser pequeño el intervalo de temperaturas entre el líquidus y sólidus. Algunas de ellas, las de composición eutéctica, solidifican a temperatura constante.

- Las fundiciones grises dan poco rechupe, 1 % de contracción lineal aproximadamente, inferior al de los aceros y fundiciones blancas, como puede verse en la tabla 1.2. La pequeña contracción al solidificar se debe a que su densidad (entre 6,95 y 7,35 g/cm3 , menor cuanto más carbono) es inferior a la de las fundiciones blancas (7,7 g/cm3 ) y a la de los aceros (densidad del hierro 7,97 g/cm3 ).