INTRODUCCION

INTRODUCCIONSon fundiciones grises especiales tambin llamadas dctiles o nodulares presentan caractersticas de ductibilidad y tenacidad que le permiten soportar grandes fatigas y deformaciones permanentes antes debe romperse. El grafito que contiene se encuentra en forma de esferas.

El desarrollo de la produccin nodular en el Per es sin duda un paso esencial hacia el desarrollo de la industria automotriz, agrcola ,naval, construccin y transporte . creemos que estamos en una etapa decisiva y tenemos que tomar en cuenta los xitos como los errores de otros pases de otras empresas que hallan desarrollado la produccin nodular como una alternativa de mejorar las propiedades fsicas y mecnicas de la fundicin.

El hierro nodular en la actualidad es uno de los materiales mas importantes por sus propiedades mecnicas y fsicas (como son: resistencia a la traccin , al impacto , ductilidad, maquinabilidad, resistencia a la traccin, etc), son mejores que la fundicin gris y que puede obtenerse piezas moldeadas prcticamente en cualquier forma y tamao.

A nivel nacional las empresas dedicadas ala produccin e investigacin del hierro fundido con grafito esferoidal se encuentran en la ciudad de lima entre ellas tenemos: HIDROTAL, FUNDICIN FERROSA, FUNVESA, PROMECSA, NODULAR.qu es esta fundicin?

La fundicin nodular, tambin conocida como hierro dctil, es una fundicin de hierro en la cual el grafito est presente como bolitas pequeas, o en forma globular, en vez de la forma de hojas (flakes), como est en el hierro gris o agregados compactos en un hierro maleable. La composicin de un hierro nodular sin alear es similar que un hierro gris y es aproximadamente: Carbono total: 3.20 a 4.10% Silicio: 1.80 a 2.80% Manganeso: hasta 0.80% Fsforo: 0.10% mx. Azufre: 0.03% mx. La estructura de grafito esferoidal es producida por la adicin de uno o ms elementos al metal fundido. El magnesio, el cerio, el calcio, litio, sodio, y otros elementos producen estructuras de grafito globular. De estos elementos, el magnesio y el Cerio son comercialmente importantes.RESEA HISTORICA Una serie de experimentos llevados a cabo en el ao 1942 por parte de International Nickel en Bayona (New Jersey) indicaron que el magnesio tena un sealado efecto sobre las fundiciones blancas. Un ao despus se prepar una colada de fundicin a la que se le aadieron cantidades variables de aleaciones de magnesio (80% Ni - 20% Mg) logrndose unos resultados sorprendentes. Los ensayos confirmaron que el producto tena una resistencia casi un 45% superior a la de la fundicin de partida. Adems, la micro estructura presentaba un afinamiento de las lminas de grafito. A la colada siguiente se le aadi una mayor cantidad de magnesio con lo que se lleg a un nuevo producto: un material que mostr un aumento de la resistencia a la traccin desde 130 N/mm2 que se esperaban para la fundicin base hasta los para entonces increbles 770 N/mm2 alcanzados. Al realizar el examen microscpico, el grafito apareca en forma de esferoides dispersos, estructura que no se haba observado nunca antes en las fundiciones grises. Posteriores y amplios ensayos sobre numerossimas coladas permitieron anunciar en 1948 la puesta a punto de un nuevo producto comercial: la fundicin gris de grafito esferoidal llamada nodular.

Los diferentes materiales ligados a la idea Fe - C utilizados para la fabricacin de productos moldeados se distinguen por sus propiedades especiales. Por ejemplo, el acero es resistente, la fundicin maleable de corazn negro es tenaz, la fundicin blanca es dura, la fundicin gris es barata. La nueva fundicin nodular reuna en s misma casi todas esas cualidades, puede emplearse en la fabricacin de productos tenaces, resistentes y econmicos. Actualmente la tcnica se aprovecha de las especiales caractersticas de la fundicin nodular para la realizacin de proyectos no slo en funcin de su factor econmico sino tambin en el de su comportamiento. La fluidez de este tipo de fundicin permite fabricar con relativa facilidad piezas de forma complicada y de secciones delgadas. Numerosas piezas que han de trabajar a tensiones elevadas y que no podran moldearse en fundicin gris por ser inadecuadas sus propiedades, o porque su forma es excesivamente compleja para realizarse en acero se fabrican en este tipo de fundicin. Con valores de dureza equivalente, su maquinabilidad es superior a la de la fundicin gris y mejor que la del acero a niveles resistentes tambin equivalentes. La adicin de cantidades variables de nquel mejora las propiedades caractersticas de esta tipo de fundicin proporcionando una mayor resistencia a la traccin y lmite elstico, as como una excelente ductilidad y tenacidad. Ensayos de exposicin a la atmsfera marina permiten comprobar que la resistencia a la corrosin de las fundiciones de grafito esferoidal al nquel es, aproximadamente, unas cinco veces superior a la del acero.

La fundicin nodular,dctil o esferoidal se produce en hornos cubilotes, con la fusin de arrabio y chatarra mezclados con coque y piedra caliza. La mayor parte del contenido de carbono en el hierro nodular, tiene forma de esferoides. Para producir la estructura nodular el hierro fundido que sale del horno se inocula con una pequea cantidad de materiales como magnesio, cerio, o ambos. Esta microestructura produce propiedades deseables como alta ductilidad, resistencia, buen maquinado, buena fluidez para la colada, buena endurecibilidad y tenacidad. No puede ser tan dura como la fundicin blanca, salvo que la sometan a un tratamiento trmico, superficial, especial.

Este tipo de fundicin se caracteriza por que en ella el grafito aparece en forma de esferas minsculas y as la continuidad de la matriz se interrumpe mucho menos que cuando se encuentra en forma laminar, esto da lugar a una resistencia a la traccin y tenacidad mayores que en la fundicin gris ordinaria. La fundicin nodular se diferencia de la fundicin maleable en que normalmente se obtiene directamente en bruto de colada sin necesidad de tratamiento trmico posterior.

El contenido total de carbono de la fundicin nodular es igual al de la fundicin gris. Las partculas esferoidales de grafito se forman durante la solidificacin debido a la presencia de pequeas cantidades de magnesio o cerio, las cuales se adicionan al caldero antes de colar el metal a los moldes, la cantidad de ferrita presente en la matriz depende de la composicin y de la velocidad de enfriamiento.

Microestructura de la fundicin nodular ferrtico perltica

Las fundiciones nodulares perlticas presentan mayor resistencia pero menor ductilidad y maquinabilidad que las fundiciones nodulares ferrticas.

ClaseResistencia

psix1000Lm. fluenciaDureza brinellalargamiento

(%)

60-40-184200028000149-18718

65-45-124500032000170-20712

80-55-065600038000187-2556

100-70-037000047000217-2673

120-70-028400063000240-3002

Clasificacin de la fundicin nodular teniendo en cuenta sus caractersticas mecnicas de acuerdo con la norma ASTM A-536.

Cada da se estn sustituyendo muchos elementos de mquinas que tradicionalmente eran de fundicin gris o acero por fundicin nodular.

Al encontrarse el carbono en forma esferoidal, la continuidad de la matriz se interrumpe mucho menos que cuando se encuentra en forma laminar; esto da lugar a una resistencia a la traccin y tenacidad mayores que en la fundicin gris ordinaria. La fundicin nodular se diferencia de la fundicin maleable en que normalmente se obtiene directamente en bruto de fusin sin necesidad de tratamiento trmico posterior. Adems los ndulos (fig. 1) presentan una forma ms esfrica que los aglomerados de grafito, ms o menos irregulares, que aparecen en la fundicin maleable.

El contenido total en carbono de la fundicin nodular es igual al de la fundicin gris. Las partculas esferoidales de grafito se forman durante la solidificacin, debido a la presencia de pequeas cantidades de alguno elemento de aleacin formadores de ndulos, normalmente magnesio y cerio, los cuales se adicionan al caldero inmediatamente antes de pasar el metal a los moldes.

La cantidad de ferrita presente en la matriz en bruto de colada depende de la composicin y de la velocidad de enfriamiento. Las fundiciones ferrticas (fig. 2) son las que proporcionan la mxima ductilidad, tenacidad y maquinabilidad

Estas fundiciones, bien en bruto de fundicin o tras haber sufrido un normalizado, pueden presentar tambin una matriz constituida en gran parte por perlita (fig. 3 y 4). Figura 3

figura4

es hierro fundido en el que el grafito esta presente como pequeas bolas o esferoides. las esferoides compactas interrumpen la continuidad de la ma-triz mucho menos que las hojuelas de grafito, lo cual da como resultado mayor resistencia y tenacidad, comparada con una estructura semejante a la del hierro gris. el contenido total de carbono del hierro nodular es el mismo que el hierro fundido gris. las particulas esferoidales se forman durante la solidificacion debido a la presencia de una pequea cantidadde elementos de aleacion. la adicion del elementoformador de nodulos general-mente es magnesio o cerio.

en la microfotografia de la izquierda se observa una fundicion nodular perlitica.Grafito Esferoidal (SG) Acicular / MartensticoPropiedades Generales del Grafito Esferoidal

La resistencia del Grafito Esferoidal (SG) o del Hierro Fundido Nodular es el resultado de un cambio

de morfologa de grafito en lmina a grafito en esferoides. A menor rea de la superficie, con respecto

al volumen de los esferoides, se incrementa la resistencia a las fracturas disminuyendo de esta

manera la propagacin de grietas. El hierro SG es un excelente conductor del calor y aumenta la

resistencia a las grietas trmicas al disminuir el estrs trmico localmente inducido. La resistencia al

impacto tambin es mayor a la del hierro de grafito en lmina.

Descripcin

Esta calidad aleada con Nquel, Magnesio y Cromo con una matriz Baintica-Acicular-Martenstica

tiene mayores niveles de dureza, UTS, y mayor resistencia al desgaste que la calidad SG Perltico.

Los carburos semi-contnuos mantienen la resistencia al desgaste y presentan tambin una alta

fuerza y resistencia a las grietas trmicas. Un procedimiento extensivo de tratamiento trmico

asegura obtener una matriz acicular. Esta calidad se puede producir por el mtodo convencional de

fundicin Esttica (Monobloque) o el de Doble Colada Centrifugada (CC Duplex).

Las caIidades SGA aleadas con Cromo son para lograr una profunda penetracin de carburos. Estas

caIidades tienen una menor cada en los niveles de dureza y muy buenas propiedades de resistencia

al desgaste. Se recomiendan para cilindros con pases profundos.