¿En qué se diferencia el acero fundido del hierro fundido y por qué debería importarle? Conocer estos materiales es esencial para elegir el adecuado para su proyecto. Este artículo analiza las propiedades, ventajas y aplicaciones más comunes del acero y el hierro fundidos. Conocerá sus puntos fuertes y débiles, lo que le ayudará a tomar decisiones informadas para sus necesidades de ingeniería. Sumérjase y descubra cómo estos versátiles materiales pueden influir en su próxima construcción.
Tanto el acero como el hierro son aleaciones de hierro y carbono que contienen una pequeña cantidad de elementos de aleación e impurezas. Según el diferente contenido de carbono, pueden dividirse en:
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La fundición es una aleación de hierro y carbono con un contenido de carbono superior a 2%. El carbono de la fundición suele estar presente en forma de grafito y, a veces, en forma de carburos.
Además de carbono, la fundición también contiene entre 1% y 3% de silicio, así como manganeso, fósforo, azufre y otros elementos.
La fundición aleada también contiene elementos como níquel, cromo, molibdeno, aluminio, cobre, boro y vanadio.
El carbono y el silicio son los principales elementos que afectan a la microestructura y las propiedades de la fundición.
El hierro fundido puede dividirse en:
1. Fundición gris:
Con un alto contenido de carbono (2,7% a 4,0%), el carbono existe principalmente en forma de grafito escamoso, y la superficie de fractura es gris. Tiene un punto de fusión bajo (1145°C a 1250°C), una contracción de solidificación pequeña, una compresión resistencia y dureza similar al acero al carbono, y buena absorción de impactos.
Se utiliza para fabricar componentes estructurales como bancadas de máquinas herramienta, cilindros y cajas.
2. Hierro fundido blanco:
Con bajo contenido en carbono y silicio, el carbono existe principalmente en forma de carburos, y la superficie de fractura es de color blanco plateado.
Durante la solidificación, tiene una gran contracción y es propenso a agujeros de contracción y grietas. Tiene una gran dureza y fragilidad y no soporta las cargas de impacto. Se utiliza sobre todo como pieza bruta de fundición maleable y para fabricar piezas resistentes al desgaste.
3. Fundición maleable:
Obtenido por recocido En la fundición blanca, el grafito se distribuye de forma agrupada, lo que suele denominarse fundición dúctil. Su microestructura y sus propiedades son uniformes, resistentes al desgaste, y tienen buena plasticidad y tenacidad.
Se utiliza para fabricar piezas con formas complejas y capaces de soportar fuertes cargas dinámicas.
4. Fundición dúctil:
Se obtiene por esferoidización del agua de hierro de la fundición gris. El grafito precipitado tiene forma esférica, comúnmente denominada fundición nodular.
Tiene mayor resistencia, mejor tenacidad y plasticidad que la fundición gris ordinaria. Se utiliza para fabricar piezas de motores de combustión interna, componentes de automóviles, maquinaria agrícola, etc.
5. Hierro grafitado compactado:
Obtenido por compactación y esferoidización del agua de hierro de la fundición gris, el grafito precipitado tiene forma de gusano.
Sus propiedades mecánicas son similares a las de la fundición nodular, y sus propiedades de fundición se sitúan entre la fundición gris y la fundición nodular. Se utiliza para fabricar piezas de automóviles.
6. Fundición aleada:
Fundición ordinaria con una cantidad adecuada de elementos de aleación (como silicio, manganeso, fósforo, níquel, cromo, molibdeno, cobre, aluminio, boro, vanadio, estaño, etc.) añadidos.
Los elementos de aleación modifican la estructura matricial de la fundición, por lo que presentan características correspondientes como resistencia al calor, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, resistencia a bajas temperaturas o no magnetismo.
Se utiliza para fabricar piezas para maquinaria minera y química, instrumentos y contadores.
Acero utilizado para la fundición. Es una aleación de fundición que puede dividirse en tres tipos: acero de fundición al carbono, acero de fundición de baja aleación y acero de fundición especial.
1. Acero fundido al carbono:
Acero de fundición en el que el carbono es el principal elemento de aleación y contiene una pequeña cantidad de otros elementos. El acero fundido con bajo contenido en carbono contiene menos de 0,2% de carbono, el acero fundido con contenido medio en carbono contiene entre 0,2% y 0,5% de carbono, y el acero fundido con alto contenido en carbono contiene más de 0,5% de carbono.
A medida que aumenta el contenido de carbono, aumentan la resistencia y la dureza del acero de fundición al carbono. El acero fundido al carbono tiene una gran resistencia, plasticidad y tenacidad, y un coste inferior.
Se utiliza en maquinaria pesada para fabricar piezas que soportan grandes cargas, como los bastidores de los trenes de laminación, prensa hidráulica bases; y se utiliza en vehículos ferroviarios para fabricar piezas sometidas a grandes fuerzas e impactos, como almohadas basculantes, bastidores laterales, ruedas y enganches.
2. Acero fundido de baja aleación:
Acero de fundición que contiene elementos de aleación como manganeso, cromo y cobre. La cantidad total de elementos de aleación suele ser inferior a 5%, que tiene mayor tenacidad al impacto y puede obtener mejores propiedades mecánicas mediante tratamiento térmico.
El acero fundido de baja aleación tiene mejores prestaciones que el acero al carbono, reduce el peso de la pieza y prolonga su vida útil.
3. Acero fundido especial:
Acero fundido aleado refinado para satisfacer necesidades especiales. Existen muchas variedades, que suelen contener uno o varios elementos de aleación de alto contenido para obtener determinadas propiedades especiales.
Por ejemplo, el acero de alto manganeso que contiene entre 11% y 14% de manganeso puede resistir el desgaste por impacto y se utiliza sobre todo para piezas resistentes al desgaste de maquinaria minera y maquinaria de ingeniería; diversos aceros inoxidables a base de cromo o cromo-níquel, utilizados para piezas que trabajan bajo la corrosión o en condiciones de alta temperatura por encima de 650°C, como cuerpos de válvulas, bombas, contenedores para la industria química o carcasas de turbinas de centrales eléctricas de gran capacidad.
La norma ASTM D-5S de hierro nodular austenítico requiere un contenido de carbono de inferior a 2,0%.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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