Taller 10


Taller 10: Hierros fundidos y aceros para herramientas
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Mecánica
Ingeniería de Materiales
4/9/2015

Francisco Bohórquez 201325970
Bernardo Rivera 201327463


1. Hierros Fundidos:

a. ¿Qué son los hierros fundidos?
Estos son parte de las aleaciones ferrosas. Lo que su nombre indica es que estos hierros son diseñados para sertrabajados en su estado fundido para así darles la forma deseada. Estos contienen entre 2% y 4% de carbono a diferencia de los aceros que contienen menores cantidades (Smith, 2014). Adicionalmente otra de sus características es que contienen Silicio con un porcentaje entre 1% y 3%. Por otro lado la ASM define a los hierros fundidos como aleaciones ferrosas que se solidifican eutécticamente. Endefinitiva a los hierros fundidos se les manipula el tipo, cantidad y morfología del eutéctico (ASM, 1999). Una de las ventajas de los hierros fundidos frente a los aceros es que se pueden mantener en estado líquido a temperaturas de hasta 1150°C.

b. ¿Qué tipos de hierros fundidos existen? Desarrolle un cuadro donde compare las ventajas y desventajas de cada uno.
Tipo de hierro fundido1
VentajasDesventajas
Fundición Gris
Precios muy bajos. Posibilidades de cambiar gran cantidad de propiedades como el módulo de elasticidad, la maquinabilidad o la resistencia al choque térmico.
Metalurgia extremadamente compleja ya que muchos factores afectan su solidificación y transformaciones sólidas.
Fundición Blanca
Tiene la mayor dureza entre las fundiciones. Estructuras homogéneas, consistentes con unamicroestructura uniforme. Costos de maquinado bajo.

Difíciles de trabajar ya que la cementita es muy dura y frágil (Scott, 2013).
Fundición Maleable
No es aconsejable soldarlas ya que se puede crear una capa sin grafito.
Toca hacerle un tratamiento térmico para obtener su estructura final. De parte de una estructura como de fundición blanca.
Fundición Dúctil
Facilidad para realizarle tratamientostérmicos. Baja densidad (10% menos que el acero). Bajo coeficiente de fricción. Bajos precios.
Requiere un control de calidad muy alto.



c. Muestre los distintos tipos de microestructuras para cada uno de los tipos de fundición. Relacione la microestructura con las aplicaciones y las respectivas propiedades.

Fundición Gris:
En su microestructura se encuentra grafito. Su formación se vepromovida por el silicio que actúa como un elemento estabilizador. Esta fundición puede tener dos tipos de matrices comunes, una ferrifica o una perlitica, mas también se pueden encontrar fundiciones con bainita o austenita. La estructura final consiste en grafito en escamas, que difieren en forma, tamaño, cantidad y distribución. Las características anteriormente mencionadas influyen en las propiedadesmecánicas y físicas. Las escamas u hojuelas se pueden dividir en 5 tipos. Tipo A en donde se distribuyen y orientan aleatoriamente. Este tipo es ideal si se quieren optimizar las propiedades mecánicas, adicionalmente estas fundiciones se solidifican con muy poco subenfriamiento. Por otro lado están los tipos B en donde el grafito toma una forma de roseta; este tipo se forma cuando la composiciónde la fundición es casi la eutéctica. Los tipo D y E se forman cuando él subenfriamiento es alto pero no lo suficiente para formar carburos. Los tipo E tienen una orientación preferencial. Estos tipos tienen una matriz usualmente de ferrita, lo cual causa que se dé una reducción en la resistencia del hierro. Finalmente los tipo C ocurren cuando hierros hipoeutectoides con alto contenido decarbono. Este tipo tiene flacas rectas que en definitiva reducen las propiedades mecánicas del material, más la transferencia de calor es mayor. En resumen cuando las hojuelas son grandes la transferencia de calor y la amortiguación del material aumenta. Cuando son pequeñas las propiedades mecánicas del material mejoran. Los anteriores tipos se pueden ver en la siguiente figura.


Ilustración 1....