empredimiento

REVISTA DE METALURGIA,

42 (1)

ENERO-FEBRERO, 18-31, 2006
ISSN: 0034-8570

Microestructura y propiedades mecánicas de una
fundición esferoidal ferrítica en bruto de colada
para su uso en piezas de grandes dimensiones*
A. Suárez-Sanabria** y J. Fernández-Carrasquilla**
Resumen

Con objeto de estudiar el efecto de la velocidad de enfriamiento, composición y microestructura sobre laspropiedades mecánicas de una fundición de grafito esferoidal y matriz
ferrítica en estado de bruto de colada, para su uso en piezas de grandes dimensiones, se
fabricó un cubo de 300 mm de arista mediante colada en moldes de arena. Este cubo contiene, como es habitual, silicio y magnesio procedentes del inoculante (ferrosilicio) y del
nodulizante (Fe-Si-Mg). Se investigaron los efectos deltamaño, forma y distribución de las
partículas de grafito y microestructura de la matriz sobre la resistencia mecánica, resistencia a impacto y tenacidad de fractura, de dos zonas del cubo formadas con distinta velocidad de enfriamiento: el centro térmico-geométrico y la superficie. Se ofrecen las composiciones químicas de ambas zonas y las técnicas utilizadas para realizar los ensayos mecánicos y elanálisis metalográfico.

Palabras clave

Fundición esferoidal ferrítica. Bruto de colada. Piezas de grandes dimensiones. Velocidad
de enfriamiento. Propiedades mecánicas.

Microstructure and mechanical properties of as-cast ferritic spheroidal
cast iron for heavy section
Abstract

In order to carry out a study of the effect of the cooling rate, the composition and the microstructure uponthe mechanical properties of a cast iron with nodular graphite and ferrite matrix for heavy sections, one cube with an edge of 300 mm was manufactured
through casting in sand molds. This cube contains, as it is habitual, silicon and magnesium which proceed from the inoculant (ferrosilicon) and from the nodulizant (Fe-Si-Mg).
The effects of the size, shape and distribution of the graphite nodulesand of the microstructure of the matrix upon the mechanical resistance, impact behaviour and fracture
toughness of this cast iron are investigated in two zones of the cube which have been casted with a different cooling rate: the thermal centre and the surface. The chemical compositions and the techniques used to perform the mechanical tests and the metallographic
analysis are suplied.Keywords

Ferritic spheroidal cast iron. As-cast. Heavy section. Cooling rate. Mechanical properties.

* Trabajo recibido el día 24 de septiembre de 2004 y aceptado en su forma final el día 15 de julio de 2005.
** Departamento de Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales. Universidad Pública de Navarra. Campus de Arrosadía. 31011
Pamplona. España.

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MICROESTRUCTURA Y PROPIEDADESMECÁNICAS DE UNA FUNDICIÓN ESFEROIDAL FERRÍTICA EN BRUTO DE COLADA …
MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF AS-CAST FERRITIC SPHEROIDAL CAST IRON FOR HEAVY SECTION

1. INTRODUCCIÓN
Las fundiciones de grafito esferoidal con matriz ferrítica se vienen utilizando, en los últimos años, en el
sector de la energía eólica para fabricación de piezas
tales como los bujes de aerogeneradores, debido asu elevada tenacidad a bajas temperaturas. Es el
material fundido más ampliamente utilizado ya que
es comparable con el acero estructural en su resistencia estática y tolera el daño a fatiga, a causa de la
forma esferoidal de su grafito enclaustrado en una
matriz de ferrita. Por otro lado, el procedimiento de
moldeo permite la fabricación de piezas de geometrías complejas a un costeefectivo, si existe suficiente volumen de producción.
Es bien sabido que la microestructura de las fundiciones viene condicionada por el espesor de la
pieza, de manera que, en función de éste, las propiedades mecánicas nunca pueden tener los mismos
valores en el interior, cuya velocidad de enfriamiento es menor, que en el exterior de la misma. Generalmente, las propiedades mecánicas en el interior...