hierros nodulares

4 Hierro nodular austemperizado
Esta aleación es la más reciente dentro de la familia de los Hierros Nodulares y
representa a un grupo de aleaciones de Hierro que ofrecen una buena
combinación de resistencia mecánica, dureza y resistencia al desgaste. Este tipo
de aleaciones además, tiene una excelente capacidad de deformación y alta
tenacidad, así como buena resistencia al desgaste yresistencia a la fractura, es
por ello que estas aleaciones son utilizadas para reducir el peso y el costo en la
fabricación de diversos componentes.
4.1 Propiedades
Las propiedades relevantes de los Hierros Nodulares Austemperizados son
obtenidas por medio de un tratamiento térmico (con un control riguroso de la
temperatura y el tiempo del tratamiento) y tiene como objetivo desarrollar unamatriz con una estructura de bainita con ferrita (60%) y austenita retenida
(estructura con alto contenido de carbón).
La austenita retenida es térmicamente estable a bajas temperaturas, pero es difícil
de maquinar. Sin embargo, bajo condiciones adecuadas de esfuerzos, puede
transformarse localmente en martensita (estructura dura y frágil). La ventaja de
esta característica hace que los HierrosNodulares Austemperizados sean
utilizados en piezas en las que se desea que la dureza del material aumente
conforme se van experimentando tensiones de carga locales, por ejemplo en
flechas o en cojinetes. Además, los esfuerzos superficiales pueden ser puestos
deliberadamente en una pieza antes de entrar en servicio, por ejemplo se pueden
inducir esfuerzos térmicos superficiales en una pieza,con los que se logra obtener
una excelente resistencia al desgaste y a los esfuerzos por fatiga, esto se aplica
por ejemplo en la fabricación de dientes de engranes o las superficies de
rodamiento de los cigüeñales.
Los Hierros Nodulares Austemperizados tienen las siguientes aplicaciones
generales:
Grado 1400-1100-1 y 1600-1300, son utilizados básicamente para engranes y
aplicaciones dondees necesario tener una resistencia al desgaste.
•
•
Grado 1400-1100-1, se utilizan en piezas donde se sacrifica un poco la
resistencia al desgaste, con el fin de aumentar el límite de ductilidad y
tenacidad.
En la Tabla 2, se presentan las principales propiedades mecánicas de los Hierros
Nodulares Austemperizados, de acuerdo a la norma ASTM.
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El mejoramiento de los materiales en laindustria automotriz
Tabla 2 Propiedades mecánicas de los Hierros Nodulares Austemperizados
(Norma ASTM A-897M-90[8])
Grado
Resistencia
a la Tensión
(MPa)
Esfuerzo
de
Cedencia
(MPa)
Deformación
(%)
Resistencia
al Impacto
(J)a
Dureza
(HB)c
850-550-10 850 550 10 100 269-321
1050-700-7 1050 700 7 80 302-363
1200-850-4 1200 850 4 60 341-444
1400-1100-1 1400 1100 1 35 388-477
1600-13001600 1300 b b 444-555
(a) Sin entalla
(b) Sin especificación
(c) La dureza no es requisito y sólo se indica con fines informativos.
A continuación se describe el proceso para obtener el Hierro Nodular
Austemperizado.
4.2 Tratamientos térmicos
El Hierro Nodular Austemperizado se obtiene por medio de dos tratamientos
térmicos continuos, los cuales se detallan a continuación:
4.2.1Austenitización
El tratamiento térmico de austenitización consiste en calentar la aleación dentro de
un rango de temperatura entre 815 a 920ºC, con la finalidad de formar estructuras
cristalinas de Austenita homogénea. La temperatura elegida para este tratamiento
depende de la siguiente etapa del proceso, así como del tipo de estructura final
buscada. Una vez que se ha seleccionado la temperatura deaustenitización, la
temperatura es controlada con una diferencia de +/- 10ºC.
4.2.2 Austemperizado
Una vez la aleación se ha transformado en Austenita homogénea, se transfiere
rápidamente al horno de austemperizado, en donde se utilizan diferentes tipos de
baños de sales para mantener la temperatura en un rango de 230 a 400ºC, en
este paso se busca la transformación de la Austenita en...