Fundiciones maleables
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Fundiciones Maleables. No es más que la aleación hierro carbono Fe-C donde parte o todo el carbono aparece como grafito, pero precipitando éste en forma de copos. Su fractura, según la base metálica, es oscura o color acero.
Sumario
Características
En las fundiciones maleables la tendencia que presenta la cementita a dejar en libertad el carbono a temperaturas alta, constituye la base de la fabricación de dichas fundiciones quedando de esta manera Fe3 C 3Fe + C. Donde 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. Las fundiciones maleables, se caracterizan por su especial aptitud a la deformación, superior a la de las fundiciones grises.
Tipos de fundiciones maleables
De corazón blanco (White-heart):(Europea)
La obtención es mediante la descarburación, calentando la pieza obtenida por moldeo de fundición blanca. Se requiere un oxidante, que suele ser óxido de hierro, y la pieza se coloca en cajas herméticamente cerradas a temperaturas entre 900 y 1100ºC durante unos 10 días, para finalmente enfriarla lentamente. Estas aleaciones deberían presentar una microestructura en la que sólo apareciera ferrita, pero en la práctica suele quedar algo de grafito nodular e incluso restos de cementita y perlita sin transformar. Por lo que la migración del C en el núcleo, y la oxidación en la superficie.
Para que todo el mecanismo se cumpla se debe cumplir que la pieza a obtener 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 en el % de C). La composición química es la siguiente partiendo de las fundiciones blancas 2,7 - 3,2 % C, 0,6 - 0,9 % Si, 0,2 - 0,45 % Mn, 0,08 - 0,2 % S, 0,05 - 0,2 % P.
De corazón negro (Black-heart):(Americana)
Se basan en la descomposición total o parcial de la cementita. El proceso se realiza calentando la pieza obtenida en fundición blanca recubierta de un material neutro a una temperatura de unos 850-900ºC durante unos 6 días. Estas fundiciones presentan una microestructura de nódulos de grafito sobre matriz ferrítica.
En la agrupación de C en sección por calentamiento del medio neutro (Arena, SiO2. El medio que rodea la pieza es neutro (SiO2), por lo que la 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. La fundiciones maleables de corazón negro tienen la composición química siguiente 2 - 2,8 % C, 0,9 - 1,7 % Si, 0,25 - 0,65 % Mn, 0,06 - 0,25 % S, 0,08 - 0,25 % P.
Aleaciones más Comunes de las fundiciones maleables
Fundiciones maleables ferríticas.
Su microestructura típica consiste en grafito revenido en matriz de ferrita. Sus propiedades concretas dependerán de la proporción, tamaño, forma y distribución del grafito y de la composición de la ferrita. Suelen requerir un recocido en dos etapas: en la primera se transforman los carburos en grafito revenido; en la segunda, el carbono disuelto en la austenita que se forma en la primera etapa en grafito revenido y ferrita.
La matriz, por ser ferrítica, es dulce y muy maleable; permite ángulos de plegado importantes y posee una excelente maquinabilidad; esta propiedad viene mejorada aún por la presencia de grafito, que permite el desprendimiento rápido de las virutas; al mismo tiempo se asegura una lubricación de la cara de corte de la herramienta.
En estas fundiciones, el grafito, por aparecer en forma de nódulos, no produce “efecto de entalla” (como el grafito laminar) ni afecta prácticamente a la resistencia ni al alargamiento en el ensayo de tracción.
Fundiciones maleables perlíticas y martensíticas-perlíticas
Pueden fabricarse con una amplia variedad de propiedades según su composición, el proceso de fusión y el tratamiento térmico que se les aplique, siendo las más resistentes las martensíticas- perlíticas.
Gracias a su microestructura tienen unas excelentes propiedades de resistencia al desgaste, pero su capacidad para ser soldadas es escasa por el peligro de formar una capa sin grafito, propia de una fundición blanca. Son utilizadas por su excelente maquinabilidad además de su ductilidad.
Principales propiedades de las fundiciones
Atendiendo las ventajas que presentan las fundiciones tienen amplias aplicaciones en diferentes ramas
- Las piezas de fundición son, en general más baratas que las de acero y su fabricación es también más sencilla por emplearse instalaciones menos costosas y realizarse la fusión a temperaturas relativamente poco elevadas, bastante más bajas que las del acero. Por lo tanto es fácil lograr muy buena fluidez, lo que permite la obtención de piezas de pequeños espesores. Son, en general, mucho más fáciles de mecanizar que los aceros.
- Se pueden fabricar con relativa facilidad piezas de grandes dimensiones y también piezas pequeñas y complicadas, en las que se puede lograr gran precisión de formas y medidas.
- Sus propiedades mecánicas son suficientes para numerosos elementos de motores, maquinarias, etc. Su resistencia a la compresión es muy elevada (50 a 100 kg/mm2), y su resistencia a la tracción puede variar en general de 12 a 90 kg/mm2. Tienen buena resistencia al desgaste y absorben muy bien (mucho mejor que el acero), las vibraciones a las que se encuentren sometidos máquinas, motores, etc.
- Su fabricación exige menos precauciones que la del acero.
Aplicaciones
Atendiendo a sus propiedades y su excelente colabilidad justifican la amplia utilización industrial de este tipo de fundición: para engranajes, bielas, pistones, árboles de levas, árboles de transmisión, cadenas, además de accesorios para cañerías, transmisión y conducción de líquidos y gases, piezas pequeñas, o piezas de bajo espesor.
