Materiales

4. FUNDICIONES DEL HIERRO.

Las fundiciones de hierro son aleaciones de hierro carbono del 2 al 5%, cantidades de silicio del 2 al 4%, del manganeso hasta 1%, bajo azufre y bajo fósforo. Se caracterizan por que se pueden vaciar del horno cubilote para obtener piezas de muy diferente tamaño y complejidad pero no pueden ser sometidas a deformación plástica, no son dúctiles ni maleables y poco soldables pero sí maquinables, relativamente duras y resistentes a la corrosión y al desgaste.

TIPOS DE FUNDICIONES:

• Fundición Blanca

Son aquellas en las que todo el carbono se encuentra combinado bajo la forma de cementita. Todas ellas son aleaciones hipoeutécticas y las transformaciones que tienen lugar durante su enfriamiento son análogas a las de la aleación de 2,5 % de carbono.

Estas fundiciones se caracterizan por su dureza y resistencia al desgaste, siendo sumamente quebradiza y difícil de mecanizar.

Ejemplos: Esta fragilidad y falta de maquinabilidad limita la utilización industrial de las fundiciones " totalmente blancas ", quedando reducido su empleo a aquellos casos en que no se quiera ductilidad como en las camisas interiores de las hormigoneras, molinos de bolas, algunos tipos de estampas de estirar y en las boquillas de extrusión.

Molinos de Bolas.

Hormigoneras.

• Fundición maleable.

Los hierros maleables son tipos especiales de hierros producidos por el tratamiento térmico de la fundición blanca. Estas fundiciones se someten a rígidos controles y dan por resultado una microestructura en la cual la mayoría del carbono está en la forma combinada de cementita, debido a su estructura la fundición blanca es dura, quebradiza y muy difícil de maquinar.

Ejemplos:

Se las utiliza como accesorios para cañerías, transmisión y conducción de líquidos y gases, piezas pequeñas, o piezas de bajo espesor.

Cañerias.

Accesorios pequeños.

 Fundición maleable ferrítica

• Este tipo de fundición se denomina normal o ferrítica.

• Bajo la forma de manchas de tinta el carbono o grafito no rompe la continuidad de la matriz ferrítica tenaz, lo que da lugar a un aumento de la resistencia y de la ductilidad

 Fundición maleable perlitica

Si el enfriamiento en la región eutectoide no se realiza a la velocidad necesaria para que todo el carbono quede en forma combinada, las zonas que rodean los nódulos de carbono de revenido estarán totalmente grafitizadas mientras que las más distantes presentarán una estructura totalmente perlítica, debido al aspecto que presenta estas estructuras al microscopio, se conocen como estructura de ojo de buey.

• Fundición nodular

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 hierro fundido que sale del horno se inocula con una pequeña cantidad de materiales como magnesio, cerio, o ambos. Esta microestructura produce propiedades deseables como alta ductilidad, resistencia, buen maquinado, buena fluidez para la colada, buena endurecibilidad y tenacidad.

Este tipo de 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.

Ejemplos:

Se las utiliza para cigüeñales, levas, sistemas de freno, engranajes.

Cigüeñal.

Engranajes

• Fundición Gris.

La mayoría de las fundiciones grises son aleaciones hipoeutécticas que contienen entre 2,5 y 4% de carbono. El proceso de grafitización se realiza con mayor facilidad si el contenido de carbono es elevado, las temperaturas elevadas y si la cantidad de elementos grafitizantes presentes, especialmente el silicio, es la adecuada.

Sus propiedades son:

 Alta resistencia a la compresión.

 Resistencia a la fatiga térmica

 Amortiguamiento contra la vibración

 Fundición gris perlitica y ferritica.

Un factor importante que ayuda a la formación de grafito es la velocidad de solidificación de la colada, una velocidad lenta tenderá a producir más grafito y una matriz ferritica, una velocidad moderada tenderá a producir una mayor matriz perlitica, para lograr una matriz 100% ferritica, se debe someter la fundición a un tratamiento térmico de recocido.

Fundición Gris ferritica

Fundición Gris perlitica

Ejemplos: se utiliza para la fabricación de uniones de tuberias o partes de un motor.

Parte de un motor.

Unión de tubería

5. ALEACIONES NO FERROSAS.

a. Para contrarrestar la corrosión.

El Aluminio, es una aleación no ferrosa que es utilizado para contrarrestar la corrosión.

Propiedades de aluminio.

• Ligero y blando.

• Dúctil y maleable.

• Buen conductor eléctrico y de calor (peor que el cobre).

• Resistente a la oxidación. Se oxida la primera capa superficial, que

le sirve para auto protegerse.

• No puede soldarse fácilmente.

• Más barato que el cobre.

Principal aleación de aluminio:

– DURALUMINIO (Al+Cu): Se utiliza para sartenes, llantas de coches, bicicletas, motos, etc.

– Al+Mg : se emplea en aeronáutica y automoción.

b. La construcción de equipos de transporte.

El Aluminio, es una aleación no ferrosa que es utilizado para la construcción de equipos de transporte.

Aplicaciones:

• Se emplea en construcción, aleado con cobre.

• Se utiliza en la industria aeronáutica y naval, en la fabricación de automóviles y bicicletas, en una aleación de Aluminio−Magnesio.

• Se utiliza en la construcción de motores aleado con silicio.

c. La fabricación de puertas y ventanas de aluminio.

El Aluminio, es una aleación no ferrosa que es utilizado para la fabricación de puertas y ventanas de aluminio.

Aplicaciones:

• Se emplea en construcción, aleado con cobre.

• Se utiliza en la industria aeronáutica y naval, en la fabricación de automóviles y bicicletas, en una aleación de Aluminio−Magnesio.

• Se utiliza en la construcción de motores aleado con silicio.

d. Fabricación de cables eléctricos.

El Cobre ,es una aleación no ferrosa para fabricar cables eléctricos.

Propiedades del cobre:

• Color rojizo brillante si está pulido.

• Dúctil (se pueden hacer hilos).

• Maleable (se pueden hacer láminas).

• Alta conductividad eléctrica y térmica.

• Resistente a la oxidación.

• Se puede soldar con Estaño.

• Bastante caro.

Aplicaciones del cobre:

• En cables eléctricos.

• Tuberías de conducción de agua.

• Intercambiadores de calor.

• Elementos decorativos.

e. Fabricación de batería para autos.

El plomo es una aleación no ferrosa para fabricar batería para autos.

Propiedades del plomo:

• Color grisáceo-blanco muy brillante recién cortado.

• Se oxida con facilidad, formando una capa que lo autoprotege.

• Es muy blando.

• Es muy maleable.

• Es muy denso.

• Resiste bien el ataque de algunos ácidos.

Aplicaciones del plomo:

• Soldadura blanda aleado con estaño.

• Recubrimiento de baterías.

• Pantallas de protección contra radiaciones.

• Fabricación de pinturas antioxidantes.

6. METALES NO FERROSOS QUE SE ALEAN CON EL ACERO.

ALUMINIO.

Empleado en pequeñas cantidades, actúa como un desoxidante para el acero

fundido y produce un acero de grano fino.

MANGANESO.

Elemento básico en todos los aceros comerciales. Actúa como un desoxidante y también neutraliza los efectos nocivos del azufre, facilitando la laminación, moldeo y otras operaciones de trabajo en caliente. Aumenta también la penetración de temple y contribuye a su resistencia y dureza.

TUNGSTENO

Se emplea en muchos aceros de aleación para herramientas, impartiéndoles una gran resistencia al desgaste y dureza a altas temperaturas.

COBRE

Mejora significativamente la resistencia a la corrosión atmosférica.

CROMO.

Aumenta la profundidad del endurecimiento y mejora la resistencia al desgaste y corrosión.

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