Diagramas Eutecticos, Hipereutecticos e Hipoeutecticos

FUNDICIÓN MALEABLE

Los hierros maleables son tipos especiales de hierros producidos por el tratamiento térmico de la fundición blanca. Estas fundiciones se someten a rígidos controles y dan por resultado una microestructura en la cual la mayoría del carbono está en la forma combinada de cementita, debido a su estructura la fundición blanca es dura, quebradiza y muy dificil de maquinar.

Microestructua de la fundición maleable ferrítica

La fundición blanca se produce en el horno de cubilote, su composición y rapidez de solidificación separa coladas que se transformarán con tratamiento térmico en hierro maleable. La fundición blanca también se utiliza en aplicaciones donde se necesita buena resistencia al desgaste tal como en las trituradoras y en los molinos de rodillos.

Las fundiciones maleables se moldean primero como fundiciones blancas (Cementita + Perlita, contienen grandes cantidades de hierro y sin grafito). Las fundiciones blancas son demasiado duras y frágiles, por lo que, se las somete a un tratamiento térmico, donde se las calienta en un horno de maleabilización para disociar el carburo de hierro de la fundición blanca en hierro y grafito. El grafito se presenta forma de nódulos.

Hay 2 tipos de fundiciones maleables:

1. De corazón blanco (Europea)
Por migración del C en núcleo, y por su oxidación en la superficie. La pieza debe ser de poco espesor (hasta 5mm), para que el enfriamiento sea rápido, y se forme un núcleo dúctil y blando (libre de C), con una superficie dura (alto % de C).

2. De corazón negro (Americana)
Agrupación de C en sección por calentamiento del medio neutro (Arena, SiO2. El medio que rodea la pieza es neutro (SiO2), por lo que el Si, al tener más afinidad con el O, que con el C, hace que el C no se desplace hacia fuera. De esta forma queda un núcleo negro y duro.

Aplicaciones:
Se las utiliza como accesorios para cañerías, transmisión y conducción de líquidos y gases, piezas pequeñas, o piezas de bajo espesor.

Fundición Nodular.

FUNDICIÓN BLANCA

Son aquellas en las que todo el carbono se encuentra combinado bajo la forma de cementita. Todas ellas son aleaciones hipoeutécticas y las transformaciones que tienen lugar durante su enfriamiento son análogas a las de la aleación de 2,5 % de carbono.
La figura 1 muestra la microestructura típica de las fundiciones blancas, la cual está formada por dendritas de austenita transformada (perlita), en una matriz blanca de cementita. Observando la misma figura con más aumentos, vemos que las áreas oscuras son perlita (fig. 2)

Fig. 1

Fig. 2

Estas fundiciones se caracterizan por su dureza y resistencia al desgaste, siendo sumamente quebradiza y difícil de mecanizar. Esta fragilidad y falta de maquinabilidad limita la utilización industrial de las fundiciones " totalmente blancas ", quedando reducido su empleo a aquellos casos en que no se quiera ductilidad como en las camisas interiores de las hormigoneras, molinos de bolas, algunos tipos de estampas de estirar y en las boquillas de extrusión. También se utiliza en grandes cantidades, como material de partida, para la fabricación de funcion maleable.

Fundicion Gris

Las llamadas fundiciones grises son las más utilizadas en la industria metalúrgica para la producción de piezas que requieran operaciones de mecanizado finales debido a que son muy mecanizables en todo tipo de máquinas herramienta excepto en rectificadoras, admiten bien el taladrado, el roscado y son soldables. Sus principales aplicaciones son la fabricación de bancadas de máquinas, bloques de motores térmicos, piezas de cerrajería, etc.

Las fundiciones grises son aleaciones hipoeutécticas que contienen entre 2,5 y 4% de carbono, además tienen pequeños porcentajes de fósforo y silicio. Funde entre los 1390 y 1420 °C(temperaturas usadas por poder salir con poros si va frio o calcinadas si van calientes). Tiene un peso específico de (7-7,2) según sea la composición, es muy fluida y tiene la propiedad de llenar bien los moldes por dilatación al solidificarse, la superficie de su fractura es de color gris. Se caracteriza porque una parte del carbono se separa en forma de grafito al solidificarse.

Cuando la fundición gris está constituida por mezcla de grafito y ferrita es la más blanda y la que menor resistencia mecánica presenta; la resistencia a la tracción y la dureza aumentan con la cantidad de carbono combinada que existe, alcanzando su valor máximo en la fundición gris perlítica.

Propiedades de la Fundicion Gris

• Resistencia a la tracción: la fundiciíon gris tiene una carga de rotura a la tracción pequeña, en torno a los 15 kg/mm² y llega a los 30 , 40 y 45 kg/ mm² según sea su composición.
• Resistencia a la compresión esta resistencia es mayor, y para las fundiciones grises normales resulta cerca de tres veces la de la tracción, por eso, sus aplicaciones principales se da en piezas sometidas 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 muy mal los choques y son frágiles porque no sufren deformaciones plásticas.
• Dureza: la dureza de la fundición gris es relativamente elevada, esta varía entre 140 a 250 Brinell según sea su composición. A pesar de su elevada dureza 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.
• Resistencia química: la fundición tiene poca resistencia química, y se deteriora con los ácidos, los álcalis y las oxidaciones.
• Otras propiedades: la fundición gris no es dúctil, no es maleable; se puede soldar al latón; en la soldadura oxiacetilénica y en la eléctrica de arco. La fundición puede recibir baños galvánicos (ser niquelada, por ejemplo), ser galvanizada en caliente, estañada y esmaltada al fuego (piezas de uso doméstico y para la industria química)

Microscopio Electrónico de Barrido (SEM)

Microspio electronico de transmisión (TEM)

Aceros 40XX (Aceros en Molibdeno)
Molibdeno

Mejora notablemente la resistencia a la tracción, la templabilidad y la resistencia al creep de los aceros. Añadiendo solo pequeñas cantidades de molibdeno a los aceros cromo-níqueles, se disminuye o elimina casi completamente la fragilidad Krupp, que se presenta cuando estos aceros son revenidos en la zona de 450º a 550º.

El molibdeno a aumenta también la resistencia de los aceros en caliente y reemplaza al wolframio en la fabricación de los aceros rápidos, pudiéndose emplear para las mismas aplicaciones aproximadamente una parte de molibdeno por cada dos de wolframio.

El molibdeno se disuelve en la ferrita, pero tiene una fuerte tendencia a formar carburos. Es un potente estabilizador de los carburos complejos y tiende a retarde el ablandamiento de los aceros, durante el revenido.

Los aceros de molibdeno más utilizados son:

a) Aceros de manganeso-molibdeno, cromo-molibdeno y cromo-níquel-molibdeno de bajo contenido de carbono para cementación, y de 0.15 a 0.40% de carbono para piezas de gran resistencia.

b) Aceros rápidos con 6 a 10% de molibdeno; son de utilización relativamente parecida a los aceros rápidos al wolframio, pero en ellos el wolframio es sustituido por el molibdeno.

c) Aceros de 0.50 a 6% de molibdeno que se emplean principalmente para construcciones metálicas, tuberías e instalaciones en refinerías de petróleo, en las que llegan a calentasen de 100º a 300º y deben resistir bien el efecto de esos calentamientos relativamente moderados.

Aceros 48XX (Aceros Niquel-Molibdeno)

Níquel

Una de las ventajas más grandes que reporta el empleo del níquel, es evitar el crecimiento del grano en los tratamientos térmicos, lo que sirve para producir en ellos gran tenacidad. El níquel además hace descender los puntos críticos y por ello los tratamientos pueden hacerse a temperaturas ligeramente más bajas que la que corresponde a los aceros ordinarios. Experimentalmente se observa que con los aceros aleados con níquel se obtiene para una misma dureza, un limite de elasticidad ligeramente más elevado y mayores alargamientos y resistencias que con los aceros al carbono o de baja aleación. En la actualidad se ha restringido mucho su empleo, pero sigue siendo un elemento de aleación indiscutible para los aceros de construcción empleados en la fabricación de piezas para maquinas y motores de gran responsabilidad, se destacan sobre todo en los aceros cromo-níquel y cromo-níquel-molibdeno.

El níquel es un elemento de extraordinaria importancia en la fabricación de aceros inoxidables y resistentes a altas temperaturas, en los que además de cromo se emplean porcentajes de níquel variables de 8 a 20%.

Los aceros al níquel más utilizados son los siguientes:
a) Aceros al níquel con 2, 3 y 5%. Con 0.10 a 0.25% de carbono se utilizan para cementación, y con 0.25 a 0.40% de carbono para piezas de gran resistencia.
b) Aceros cromo-níquel-molibdeno con porcentajes de níquel variables desde 1 a 5%; con bajos porcentajes de carbono (0.10 a 0.22%) se emplean para cementación y con porcentajes de 0.25 a 0.40% de carbono se emplean para piezas de gran resistencia. En estos aceros los porcentajes de estos elementos aleados suelen estar en relación aproximada de 1% de cromo y 3% de níquel.
c) Aceros de media aleación níquel-molibdeno y níquel-manganeso. Se suelen emplear para piezas de gran resistencia y para piezas cementadas con porcentajes de carbono variables de 0.25 a 0.40% en el primer caso y de 0.10 a 0.25% en el segundo, variando el contenido en níquel de 1 a 2%, el de manganeso de 1 a 1.5% y el molibdeno de 0.15 a 0.40%.
d) Aceros inoxidables y resistentes al calor cromo-níqueles, con 8 a 25% de níquel que son de estructura austenitica.
e) Otros aceros de menor importancia son los aceros cromo-níqueles para estampación en caliente y para herramientas.