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Jornadas SAM 2000 - IV Coloquio Latinoamericano de Fractura y Fatiga, Agosto de 2000, 131-138

PREDICCION DEL CONTEO NODULAR EN FUNDICIONES
MEDIANTE EL ANALISIS DE CURVAS DE ENFRIAMIENTO
J.M. Borrajo, R.A. Martínez, R.E. Boeri y J.A. Sikora
División Metalurgia – INTEMA – Fac. de Ingeniería, UNMdP. J.B. Justo 4302 – (7600) Mar del Plata –ARGENTINA
jmborra@fi.mdp.edu.ar
RESUMEN
En trabajos previos,nuestro grupo de trabajo ha presentado resultados de las primeras
aplicaciones del programa SIMTEC, para la predicción de la solidificación de piezas coladas
en moldes de arena y la evaluación de la posible presencia de defectos.
En este trabajo, el principal objetivo está orientado a la predicción del conteo nodular en
piezas en estado bruto de colada. Para esto se emplean rutinas numéricas encomputadora,
utilizando como punto de partida las curvas de enfriamiento de la pieza, en cualquiera de sus
puntos, obtenidas por modelado a través del programa de solidificación SIMTEC. El interés
particular recae en ampliar el campo de aplicación del programa SIMTEC en la predicción de
microestructura mediante el post-procesamiento de sus salidas. Esto es llevado a cabo
partiendo de la curva deenfriamiento de la pieza en los puntos de interés, obtenida por
modelado, con el fin de obtener el conteo nodular de la pieza, hallando una ecuación empírica
que relaciona el tiempo de solidificación con el conteo nodular, para composiciones
hipoeutécticas, hipereutécticas y eutécticas.
Palabras claves
Fundición nodular, Conteo nodular, Curvas de enfriamiento, Modelado
INTRODUCCION
El interés por lafundición esferoidal ha crecido notablemente durante las últimas
décadas, y los procesos de fundición para la obtención de piezas sanas se han modernizado en
forma sinérgica.
Se ha prestado especial atención al modelado de los procesos de colada en metales,
empleando computadoras. Se han estudiando aspectos tales como llenado de moldes,
transferencia de calor y defectos de solidificación.Actualmente, puede decirse que nos
encontramos en una etapa fuertemente orientada hacia el modelado de piezas coladas, donde
toda la información que se pueda obtener, previo al colado de la pieza, es de sumo provecho
para optimizar el proceso de colado, reducir los costos de desarrollo y aumentar la calidad del
producto.
Si la microestructura y las propiedades mecánicas de las fundiciones esferoidalespuede
predecirse y optimizarse previamente a la producción, se facilita notablemente el diseño de la
colada y el control de calidad. Así se podría, por ejemplo, estudiar la forma de incrementar el
conteo nodular en alguna pieza o parte de ella, con el fin de promover la solidificación de
acuerdo al diagrama estable, o de obtener una reducción en la tendencia a la formación de
grafito no esferoidal.131

Borrajo, Martínez, Boeri y Sikora

El incremento del conteo nodular origina una reducción del tamaño promedio de los
nódulos, una mayor dispersión y un incremento de interfase grafito matriz, lo que conduce
usualmente a una mejora en las propiedades mecánicas.
PARTE EXPERIMENTAL
Conjuntamente con el uso de técnicas computacionales, con las que se modeló el
proceso de colada de piezas; serealizó el colado de piezas en planta piloto de fundición. Por
ambos caminos se obtuvieron las curvas de enfriamiento, para luego ser utilizadas como
punto de partida para el cálculo del conteo nodular propuesto.
Se generaron las geometrías tridimensionales y se realizaron los modelados del proceso
de solidificación y enfriamiento en computadora, para bloques escalonados de diferentes
espesores depared (Figura 1), comprendidos entre 6,35 y 38,1mm, con el fin de predecir las
curvas de enfriamiento. Se llevaron a cabo los respectivos modelados para composiciones con
diferentes porcentajes de carbono equivalente. El post-procesamiento de las salidas permitió
la obtención de las curvas de enfriamiento, de las cuales se obtuvieron los datos de partida
para predecir el conteo nodular.

Figura...