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Jornadas SAM – CONAMET – AAS 2001, Septiembre de 2001

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RESISTENCIA A LA FATIGA DE CONTACTO DE FUNDICIÓN
NODULAR, AUSTEMPERADA Y PARCIALMENTE ACOQUILLADA
J. Salvande y R. Dommarco
Grupo Tribología, Facultad de Ingeniería, UNMdP
Av. J.B.Justo 4302 – B 7608 FDQ Mar del Plata – Argentina
e-mail: dommarco@fi.mdp.edu.ar
RESUMEN
En trabajos previos se presentaron resultados relativosal mecanismo de falla y la resistencia
de la fundición nodular austemperada (ADI) cuando opera el desgaste por Fatiga de Contacto
por Rodadura (FCR). Se observó que los nódulos de grafito actúan como sitios preferenciales
para la nucleación de fisuras, acortando la vida hasta la falla, bajo condiciones de ensayo en
que la película lubricante, no alcanza a separar completamente las superficiesen movimiento
relativo. Se especuló que, la eliminación total o parcial de los nódulos de grafito en la zona
próxima a la superficie, produciría un aumento en la resistencia. En el presente trabajo se
estudia la resistencia a la FCR del ADI, ampliando el intervalo de temperaturas de
austemperado evaluadas previamente. Además, se estudia la fundición nodular tratada
directamente en el procesode colada mediante el uso de enfriadores en el molde. El aumento
en la velocidad de enfriamiento, producido por el enfriador, promueve la precipitación de
carburos y, además, el aumento de la cantidad y disminución de tamaño de los nódulos de
grafito. La resistencia a la FCR de la fundición nodular con microestructuras austemperada y
parcialmente acoquillada sin tratamiento térmico posterior,fueron evaluadas y comparadas
con la obtenida para un acero SAE 4140 T&R. Poniendo en consideración sólo la respuesta a
la FCR, la resistencia del ADI aumenta con la disminución de la temperatura de
austemperado, mientras que la fundición nodular parcialmente acoquillada “as-cast” mostró
una resistencia excelente y superior a la de ADI.
Palabras clave
Fundición Nodular, Acoquillado, Fatigade Contacto, Dureza de Matriz,
INTRODUCCION
La Fatiga de Contacto por Rodadura (FCR) es un mecanismo de desgaste, que se
presenta en elementos mecánicos tales como engranajes, levas o rodamientos, entre otros. La
Fundición Nodular Austemperada (ADI), viene siendo utilizada con éxito desde los años 70,
por importantes empresas automotrices, para la construcción de engranajes. No obstante lostrabajos de desarrollo previo realizados y los conocimientos adquiridos, los intereses
comerciales hacen que los datos útiles para el diseño, no se encuentren disponibles. La
información disponible, generalmente es presentada como casos puntuales de aplicación
[1][2][3], donde los valores relevantes para el diseño, en especial los relativos a composición
química y tratamiento térmico no sondivulgados. Sólo datos de resistencia relativa al
desgaste por FCR, se pueden encontrar en el manual publicado por QIT-Fer et Titane Inc. [4],
bajo condiciones de ensayo no especificadas. Sin embargo, los valores muestran tendencias
similares a las obtenidas en trabajos propios [5], donde se estudió la influencia de defectos

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artificiales sobre la resistencia a laFCR. En otros trabajos se han tratado los aspectos relativos
al mecanismo de falla operante en el ADI sometido a FCR [6, 7].
El flanco del diente de un engranaje se ve sometido a dos tipos de desgaste, donde uno
de ellos es la FCR, sobre la línea primitiva y en su zona próxima. El otro tipo es el scuffing,
producido por la microsoldadura de las asperezas superficiales (rugosidad), el cualtiene lugar,
tanto por encima como por debajo de la línea primitiva. En un trabajo reciente [8], se puso en
evidencia la importancia del grafito libre, presente en la microestructura del ADI, en la mayor
resistencia de este material, respecto de aceros tipo 20MnCr5 (IRAM 5121), especialmente
bajo cargas elevadas. En esta condición de ensayo, el grafito libre juega un papel muy
importante,...