FUNDICIONES

• 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)

• 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.

FUNDICIONES CLASIFICACIÓN

La mejor manera de clasificar las fundiciones es en

función de su microestructura metalográfica

FUNDICIÓN

BLANCA GRIS NODUL. MIXTA MALEABLE

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.

• La forma y distribución de las partículas de carbono libre en la estructura influyen considerablemente en las propiedades físicas de la fundición

• 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.

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.

Microestructura de la F blancaFotografía a 100X

Perlita (zonas negras), en una matriz blanca de cementita

Misma anterior pero a 400XLa perlita ya aparece claramente definida en su forma típica de placas de

cementita y ferrita en matriz de cementita blanca.

Estas fundiciones blancas se caracterizan por:

• Su alta dureza.• Resistencia al desgaste.• Alta fragilidad. • Su nombre se debe al color de su

fractura.

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.

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.

• 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.

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

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.

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.

 

Bella microfotografía de una F. maleable donde se ve el Grafito rodeado de Ferrita y esta a su vez de Perlita. Fotografía a 200X

Debido al aspecto que presenta estas estructuras al microscopio, se conocen como estructura de ojo de buey .

Misma que anterior pero a 50X

FUNDICIFÓN NODULAR, dúctil o esferoidal

Nódulos de grafito en matriz ferritica

FUNDICIÓN NODULAR

• 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

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.

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.

• Además los nódulos, presentan una forma más esférica que los aglomerados de grafito, más o menos irregulares, que aparecen en la fundición maleable.

• 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.

También puede presentar matriz Perlítica. Nódulos de grafito rodeados de ferrita y estos a su vez rodeados de perlita. 100X

Misma anterior pero a 400X

• 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.

FUNDICIÓN GRIS

Fundición Gris Ferrítica

• 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.

Factores que ayudan a la grafitización:

• 1- El % de C alto.• 2- T elevada.• 3- Los % de elementos

grafitizantes presentes, especialmente el silicio.

• El grafito adopta la forma de numerosas laminillas curvadas, que son las que proporcionan a la fundición gris su característica fractura grisácea o negruzca.  

Fundición gris de matriz perlítica. 100X

Fundición Gris Perlítica(Misma anterior pero a mayores aumentos)

Microestructura de una fundición gris cuya matriz es totalmente perlítica. 200X

Diferentes formas de grafito en F. Gris

Sus propiedades son

• Alta resistencia a la compresión

• Resistencia a la fatiga térmica

• Amortiguamiento contra la vibración.

Piezas en fundición gris

Fundiciones atruchadas

• Son intermedias entre la blanca y la gris, poseen propiedades intermedias entre ambas fundiciones y su fractura presenta ambos colores característicos.

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.

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.

CLASIFICACION DE LAS FUNDICIONES ALEADAS.

• 1. Fundiciones de baja y media aleación

2. Fundiciones de mayor % de aleación

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.

• 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.

• 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.