Hierro Nodular
Hierro colado Nodular
ING. FLORENCIO ORNELAS REYNOSO Guadalupe, Zacatecas 06/12/2012
HIERROS FUNDIDOS NODULARES También se conoce como hierro dúctil, hierro de grafito esferoidal, hierro esferulítico; en este tipo de hierro fundido el grafito se encuentra presente como pequeñas bolas o esferoides las cuales interrumpen con menor brusquedad la continuidad que las hojuelas de grafitoen de un hierro gris, dando como resultado una mayor resistencia y tenacidad, comparada con una estructura semejante a la del hierro gris. El hierro fundido nodular difiere del maleable en que generalmente se obtiene como resultado de la solidificación y no requiere de tratamiento térmico. Las esferoides son más redondas que los agregados irregulares de carbono revenido encontrados en el hierromaleable. El grafito esferoidal es producido por la adición de uno más elementos al metal fundido: magnesio, cerio, calcio, litio, sodio, bario y otros elementos producen también grafito esferoidal. De éstos, el magnesio y el cerio son comercialmente importantes y como el contenido total de carbono en el hierro nodular es el mismo que en hierro gris, las matrices ferriticas y perliticas se obtienende manera similar a la de los hierros fundidos grises.
Figura 7. Micro estructura de la fundición nodular ferrítico-perlítica Los hierros perlíticos nodulares son más fuertes pero menos dúctiles que los ferríticos. También se puede obtener una matriz martensítica templando en aceite o en agua desde una temperatura de 870 a 930 ° figura 8. Las estructuras C, templadas generalmente se revienendespués del endurecimiento a los niveles de resistencia y dureza deseados.
Figura 8. Matriz martensítica en un hierro nodular.
Poseen mayor resistencia a la tensión que los hierros grises, resistencia al desgaste y dureza similares, poseen alta resistencia al impacto térmico y mayor maquinabilidad. Algunas aplicaciones típicas del hierro nodular son: - Cigüeñales, pistones, y cabeza decilindros para automóviles y motores diesel - En acerías, rodillos de trabajo, puertas para horno, rodetes de mesa y cojinetes. - Llaves para tuercas, palancas, manivelas, marcos de sujeción y chucks. - Troqueles diversos para dar forma al acero, aluminio, bronce, latón y titanio. Cada día se están sustituyendo muchos elementos de máquinas que tradicionalmente eran de fundición gris o acero por fundiciónnodular. Finalmente, en la tabla 3 se presentan las propiedades mecánicas de este tipo de hierro según ASTM.
La fundición nodular, dúctil o esferoidal se produce en hornos cubilotes, con la fusión de arrabio y chatarra mezclados con coque y piedra caliza. La mayor parte del contenido de carbono en el hierro nodular, tiene forma de esferoides. Para producir la estructura nodular el hierrofundido que sale del horno se inocula con una pequeña cantidad de materiales como magnesio, cerio, o ambos. Esta micro estructura produce propiedades deseables como alta ductilidad, resistencia, buen maquinado, buena fluidez para la colada, buena endurecibilidad y tenacidad. No puede ser tan dura como la fundición blanca, salvo que la sometan a un tratamiento térmico, superficial, especial. Este tipode fundición se caracteriza porque en ella el grafito aparece en forma de esferas minúsculas y así la continuidad de la matriz se interrumpe mucho menos que cuando se encuentra en forma laminar, esto da lugar a una resistencia a la tracción y tenacidad mayores que en la fundición gris ordinaria. La fundición nodular se diferencia de la fundición maleable en que normalmente se obtiene directamenteen bruto de colada sin necesidad de tratamiento térmico posterior. El contenido total de carbono de la fundición nodular es igual al de la fundición gris. Las partículas esferoidales de grafito se forman durante la solidificación debido a la presencia de pequeñas cantidades de magnesio o cerio, las cuales se adicionan al caldero antes de colar el metal a los moldes, la cantidad de ferrita...
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