Mecanica

REVISTA DE METALURGIA,

42 (4)

JULIO-AGOSTO, 244-255, 2006
ISSN: 0034-8570

Análisis del proceso de solidificación en fundiciones
grafíticas esferoidales*
P. Larrañaga**, J. Sertucha** y R. Suárez**
Resumen

Los fenómenos físico-químicos que gobiernan los procesos de solidificación en las fundiciones grafíticas esferoidales constituyen un campo de interés creciente, debido a lanecesidad de fabricar piezas sin defectos de porosidad. Por esta razón, se han seleccionado
dos aleaciones utilizadas industrialmente para analizar el proceso de solidificación
mediante temple en diferentes etapas del proceso. Adicionalmente, se estudia la influencia de la inoculación del metal en los procesos que tienen lugar a lo largo de la transformación eutéctica. Se propone un modelo desolidificación para cada una de las aleaciones
estudiadas, atendiendo, especialmente, a la problemática provocada por la aparición de
defectos relacionados con la contracción primaria y secundaria del material.

Palabras clave

Solidificación grafito-austenita. Fundición grafítica esferoidal. Defectos de contracción.
Análisis térmico.

Analysis of the solidification process of ductile ironAbstract

The interest about all the physical and chemical phenomena related with ductile iron solidification processes have increased due to the casting requirements of free-porosity. In
the present work two main ductile iron chemical compositions, currently used in ordinary
industry lines, have been selected in order to analyse their solidification patterns under
similar conditions by means ofquenching tests. In addition, the influence of metal inoculation on eutectic transformation processes is studied. Taking the obtained results into
account, different solidification models are established for each transformation type found
in this work, attending mainly to the possibility of contraction defect appearances.

Keywords

Graphite-austenite solidification. Ductile iron.Contraction defects. Thermal analysis.

1. INTRODUCCIÓN
La transformación líquido-sólido en las aleaciones
metálicas es una etapa de vital importancia en el
proceso de fabricación de materiales que presenten
unas características y propiedades tecnológicas adecuadas a la demanda del sector. Por esta razón, el
conocimiento de los mecanismos que gobiernan la
formación de cada una de las fasesinvolucradas en
el proceso de solidificación no sólo permite la com-

prensión de dichos procesos sino su posterior aplicación en el desarrollo de materiales innovadores.
Concretamente, el proceso de solidificación de
las fundiciones grafíticas esferoidales pone en juego
una serie de transformaciones de gran interés industrial, puesto que de ellas depende la formación del
grafito, su morfologíafinal y, en gran medida, la
estructura de la matriz metálica a temperatura
ambiente[1 y 2]. Características todas ellas que definen
las propiedades mecánicas y la funcionalidad del

* Trabajo recibido el día 28 de octubre de 2005 y aceptado en su forma final el día 31 de mayo de 2006.
** Ingeniería y Procesos de Fundición. Centro de Investigación Metalúrgica AZTERLAN. Aliendalde Auzunea nº 6,E-48200 Durango
(Bizkaia). E-mail: rsuarez@azterlan.es

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ANÁLISIS DEL PROCESO DE SOLIDIFICACIÓN EN FUNDICIONES GRAFÍTICAS ESFEROIDALES
ANALYSIS OF THE SOLIDIFICATION PROCESS OF DUCTILE IRON

material para su uso en piezas con elevados requerimientos.
En la etapa de solidificación, es habitual la formación de defectos de porosidad en el material asociados a la contracción volumétrica(macrorrechupe
y microrrechupe). Este fenómeno es especialmente
crítico en el estado semisólido, en el que se producen insuficiencias de aporte de material en las zonas
de última solidificación. A medida que el cambio de
estado avanza, el frente de solidificación debe ser
alimentado constantemente con metal líquido para
evitar la formación de cavidades permanentes en el
estado sólido. No...