Defectos en la Solidificacion Rechupes

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18/06/2008

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Investigación Química

Defectos metalúrgicos generados por la presencia de gases
en el metal fundido
Aitor Loizaga, Jon Sertucha* y Ramón Suárez
Resumen: El estudio de la evolución metalúrgica de diferentes elementos químicos asociados a la fabricación de piezas a través de
las técnicas de fundición supone una herramientanecesaria a la hora de eliminar porosidades de gas. Estas irregularidades en el material metálico repercuten directamente en las propiedades tecnológicas de las piezas obtenidas y afectan a su funcionalidad. El presente
trabajo analiza los principales tipos de porosidades de gas encontradas en la fundición grafítica de hierro, aluminio y acero. Se establecen las posibles causas de estos defectos y seestudian los procesos físicos y químicos que tienen lugar en el seno del metal fundido.
Palabras clave: Porosidad, gas, metal fundido, aleación, propiedades metalúrgicas.
Abstract: The study of the metallurgical evolution of different chemical elements related to the manufacture of poured castings provides an useful tool in order to avoid the appearance of gas porosities. The formation of thesedefects into the metallic material has a
critical influence on the technological properties of the obtained castings and affects to their functionality. This work analyses the most
important types of gas porosities normally found in graphitic iron, aluminium and steel. In addition, the most apparent causes for these
defects formation are discussed according to the physical and chemicalprocesses which take place inside the melt.
Keywords: Porosity, gas, melt, alloy, metallurgical properties.

1. Introducción
Los procesos de fabricación de piezas fundidas con aplicaciones tecnológicas críticas deben garantizar la eliminación
de todo tipo de porosidades presentes en el material metálico.
Estas discontinuidades influyen negativamente en las
propiedades físicas y mecánicas delmaterial, afectando consecuentemente a la funcionalidad de las piezas.[1,2] La presencia de estas irregularidades en una determinada zona
sometida a esfuerzos mecánicos puede actuar de punto de partida para la formación de otros defectos como son los agrietamientos, los cuales generan roturas de piezas en servicio o
el origen de fallos a fatiga. Otro ejemplo lo constituyen aquellos sistemashidráulicos integrados por estas piezas, los
cuales presentan un riesgo importante de fugas. Como consecuencia de este hecho, industrias como el automóvil y/o el
creciente sector eólico son cada día más exigentes en relación
a los criterios de aceptación de piezas fundidas y demandan
controles más exhaustivos en los procesos de fabricación.
A pesar de todo ello, las normativas y controles de calidadaplicados sobre los materiales utilizados en metalurgia consideran siempre que éstos se encuentran exentos de defectos y
consecuentemente apenas consideran sus efectos. De este
modo, la caracterización y análisis de las porosidades supone
una tarea importante de cara a obtener mejoras significativas
en la calidad de los procesos de fabricación y garantizar la
correcta funcionalidad de laspiezas obtenidas.
De forma general, los defectos de porosidad pueden estar
provocados por la formación de gases en el seno del metal
líquido (porosidades de gas)[3-5] o bien como consecuencia de

A. Loizaga

J. Sertucha

R. Suárez

Dirección de Ingeniería y Procesos de Fundición, Centro de
Investigación Metalúrgica AZTERLAN.
Aliendalde auzunea 6, E-48200 Durango, Bizkaia.
C-e:jsertucha@azterlan.es
Recibido: 05/09/2007. Aceptado: 30/10/2007.
An. Quím. 2008, 104(2), 111−119

www.rseq.org

la contracción volumétrica del propio material metálico a lo
largo de los procesos de enfriamiento y posterior solidificación (rechupes).[4,6-9] En ambos casos, la generación de una
discontinuidad se produce pocos instantes antes de que tenga
lugar la transformación líquido-sólido,...