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Este documento describe diferentes tipos de fundiciones clasificadas según su microestructura. Incluye fundición blanca, gris, nodular y maleable. Explica que las fundiciones contienen hierro, carbono y silicio, y que el carbono puede encontrarse como cementita o grafito. También cubre los efectos de los elementos de aleación y las propiedades generales de las fundiciones.
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- 1. FUNDICIONES
- 2. • Las fundiciones, como los aceros, son en esencia aleaciones de hierro y carbono pero con un % carbono que varía entre 2.1% y 6,67%. • A diferencia de los aceros presentan grafito libre en su estructura con diversas formas además del C mezclado intimamente con el Fe. • Generalmente llevan también Silico en su composicón. (A exepción de la F. blanca que sólo presenta C intimamente ligado al Fe y no lleva silicio)
- 3. • Se pueden producir en hornos cubilotes, con la fusión de arrabio y chatarra mezclados con coque y piedra caliza a Ts menores que muchos aceros. • Son más económicas que los aceros.
- 5. La mejor manera de clasificar las fundiciones es en función de su microestructura metalográfica FUNDICIÓN BLANCA GRIS NODUL. MIXTA MALEABLE
- 6. ESTRUCTURA de las Fundiciones • El carbono puede encontrarse en la fundición combinado con el hierro en forma de cementita, perlita, o bien libre en forma de grafito. • Además puede aparecer ferrita y martensita.
- 7. • La forma y distribución de las partículas de carbono libre en la estructura influyen considerablemente en las propiedades físicas de la fundición
- 8. • Como los % de C elevados confieren una gran fragilidad a la fundición, la mayoría de los tipos comerciales fabricados contienen una cantidad comprendida entre el 2,5 y el 4%C.
- 9. FUNDICIÓN BLANCA • El C aparece en forma de cementita y también puede aparecer en algunas regiones la cenentita combianda con la ferrita para dar perlita • Hablando en general se podría decir (sin mucho rigor) que son aceros donde el % de C se nos fue de las manos o se nos pasó de 2.1% pero por su fragilidad y propiedades se consideran fundiciones.
- 10. Microestructura de la F blanca Fotografía a 100X Perlita (zonas negras), en una matriz blanca de cementita
- 11. Misma anterior pero a 400X La perlita ya aparece claramente definida en su forma típica de placas de cementita y ferrita en matriz de cementita blanca.
- 13. Estas fundiciones blancas se caracterizan por: • Su alta dureza. • Resistencia al desgaste. • Alta fragilidad. • Su nombre se debe al color de su fractura.
- 14. USOS • Molinos de bolas. • Algunos tipos de estampas de estirar. • En las boquillas de extrusión. • También se utiliza en grandes cantidades, como material de partida, para la fabricación de fundición maleable.
- 15. FUNDICIÓN MALEABLE Fe3C 3Fe + C La tendencia que presenta la cementita a dejar en libertad el carbono a T alta, constituye la base de la fabricación de la fundición maleable.
- 16. • La maleabilización tiene por objeto transformar todo el carbono que está como cementita en la fundición blanca, en nódulos irregulares de grafito en forma de gota de mancha de tinta.
- 17. Fundición maleable ferrítica • Este tipo de fundición se denomina normal o ferrítica. • Bajo la forma de manchas de tinta el carbono o grafito no rompe la continuidad de la matriz ferrítica tenaz, lo que da lugar a un aumento de la resistencia y de la ductilidad
- 18. Estructura típica de una Fundición Maleable Ferrítica. Obsérvece los granos de ferrita que conforman la matriz ferrítica y el grafito en forma de mancha de tinta.
- 20. Influencia de la V de enf. en la formación de la ferrita o de la perlita. De acuerdo a la velocidad de enfriamiento en la región eutectoide, la matriz dejará de ser ferrítica y será perlítica o parcialmente perlítica, como puede verse en la microfotografía siguiente. Las regiones blancas son ferrita y están rodeadas de perlita.
- 21. Bella microfotografía de una F. maleable donde se ve el Grafito rodeado de Ferrita y esta a su vez de Perlita. Fotografía a 200X
- 23. Debido al aspecto que presenta estas estructuras al microscopio, se conocen como estructura de ojo de buey . Misma que anterior pero a 50X
- 24. FUNDICIFÓN NODULAR, dúctil o esferoidal
- 25. Nódulos de grafito en matriz ferritica FUNDICIÓN NODULAR
- 27. • El C aparece en forma esferoidal, nódulos o esferas minúsculas. • Por tanto la continuidad de la matriz se interrumpe mucho menos que cuando se encuentra en forma laminar o de manchas
- 28. Mejores propiedades mecánicas de la F Nodular. • Lo anterior da lugar a una resistencia a la tracción y tenacidad mayores que en la fundición gris ordinaria y la maleable.
- 29. Diferencia entre la nodular y la maleable. • A diferencia de la fundición maleable, la nodular normalmente se obtiene directamente en bruto de fusión o colada sin necesidad de tratamiento térmico posterior.
- 30. • Además los nódulos, presentan una forma más esférica que los aglomerados de grafito, más o menos irregulares, que aparecen en la fundición maleable.
- 31. • Las partículas esferoidales de grafito se forman durante la solidificación, debido a la presencia de pequeñas cantidades de algunos elementos de aleación formadores de nódulos, normalmente magnesio y cerio, los cuales se adicionan al crisol inmediatamente antes de pasar el metal a los moldes.
- 32. También puede presentar matriz Perlítica. Nódulos de grafito rodeados de ferrita y estos a su vez rodeados de perlita. 100X
- 34. Misma anterior pero a 400X
- 35. • Esta microestructura produce propiedades deseables como alta ductilidad, resistencia, buen maquinado, buena fluidez para la colada, buena capacidad de endurecerce y tenacidad. • No puede ser tan dura como la fundición blanca, salvo que la sometan a un tratamiento térmico, superficial, especial.
- 36. FUNDICIÓN GRIS
- 38. • La mayoría de las fundiciones grises son aleaciones hipoeutécticas que contienen entre 2,5 y 4% de carbono. • Presentan una alta resistencia a la vibración.
- 39. Factores que ayudan a la grafitización: • 1- El % de C alto. • 2- T elevada. • 3- Los % de elementos grafitizantes presentes, especialmente el silicio.
- 40. • El grafito adopta la forma de numerosas laminillas curvadas, que son las que proporcionan a la fundición gris su característica fractura grisácea o negruzca.
- 41. Fundición gris de matriz perlítica. 100X
- 42. Fundición Gris Perlítica (Misma anterior pero a mayores aumentos)
- 43. Microestructura de una fundición gris cuya matriz es totalmente perlítica. 200X
- 44. Diferentes formas de grafito en F. Gris
- 47. Sus propiedades son • Alta resistencia a la compresión • Resistencia a la fatiga térmica • Amortiguamiento contra la vibración.
- 48. Piezas en fundición gris
- 50. Fundiciones atruchadas • Son intermedias entre la blanca y la gris, poseen propiedades intermedias entre ambas fundiciones y su fractura presenta ambos colores característicos.
- 51. Fundiciones aleadas • Las fundiciones aleadas son aquellas que contienen Ni, Cr, Mo, Cu, etc., en % suficientes para mejorar las propiedades mecánicas de las fundiciones ordinarias o para comunicarles alguna otra propiedad especial, como alta resistencia al desgaste, alta resistencia a la corrosión, al calor etc.
- 52. EFECTOS DE LOS ELEMENTOS DE ALEACIÓN EN LAS FUNDICIONES. • Los elementos de aleación mejoran las propiedades como alta resistencia a la tracción, al desgaste, a las altas temperaturas, a la corrosión, etc. • Ejercen una acción muy importante y compleja sobre la grafitización.
- 53. CLASIFICACION DE LAS FUNDICIONES ALEADAS. • 1. Fundiciones de baja y media aleación 2. Fundiciones de mayor % de aleación
- 54. PROPIEDADES GENERALES DE LAS FUNDICIONES • 1 -La ductilidad es muy baja, por lo que no puede laminarse, estirarse o deformarse a temperatura ambiente. • 2-La mayor parte de ella no es maleable a ninguna temperatura.
- 55. • 3- Sin embargo, funden a T menores que el acero. • 4- Pueden llenar el molde fácilmente o sea que son muy fluidas y por tanto permiten la fabricación de formas muy complicadas en piezas que usualmente se mecanizan después a las dimensiones requeridas.
- 56. • 5.Son más maquinables que los aceros. • 6 No requieren equipos ni hornos costosos. • 8. Absorben las vibraciones y actúan como autolubricantes. • 9. Resistentes al choque térmico, a la corrosión y al desgaste.