Fundición Dúctil o Esferoidal

Este tipo de fundición se produce en hornos con la fusión del arrabio y chatarra mezclados con coque y piedra caliza. La mayor parte del contenido de carbono en el hierro tiene forma de esferas. Este tipo de fundición se caracteriza porque el grafito aparece en forma de esferas minúsculas, y así la continuidad de la matriz se interrumpe mucho menos que cuando se encuentra de forma laminar.

Aleantes

En función de la cantidad de Mg que añadamos, la forma es más o menos esferoidal: con poco Mg es esferoidal, por lo que soporta mejor las propiedades mecánicas. Así, este tipo de fundición se obtiene añadiendo Mg a la fundición gris en estado líquido. El contenido total de carbono es igual al de la fundición gris (3-4%), por lo que el grafito no se segrega como escamas, sino que forma esferas. Un contenido en C alto puede producir que el grafito flote, siendo esto malo porque la microestructura es distinta a lo largo de la pieza (esto se soluciona enfriando rápido, o disminuyendo el %C, acercando el eutéctico). Un bajo contenido en Si aumenta la proporción de carburos; y el P forma esteadita, que empeora las propiedades mecánicas.

Microestructura

Son esferas de grafito normalmente rodeadas de una capa de ferrita en una matriz de ferrita y/o perlita (ojo de buey). Al aumentar el porcentaje de perlita, se hace más resistente y duro, disminuyendo la ductilidad y la resistencia al impacto.

Tratamientos Térmicos

Se usan para aliviar tensiones, y se pueden revenir mejorando la maquinabilidad y haciéndola más blanda. También se puede normalizar y revenir; y templar (en aceite) y revenir, con lo que obtendríamos martensita. Además, cuando colamos tenemos tamaños más pequeños, por lo que se pueden crear tensiones residuales que eliminamos con tratamientos térmicos.

Propiedades

No posee propiedades tan buenas como las del acero, pero son colables (el acero no), así nos quedaría: aceros > fundiciones dúctiles > fundiciones grises. Poseen un bajo punto de fusión, buena fluidez y colabilidad, buena resistencia al desgaste, y dependiendo del tratamiento térmico buenas propiedades mecánicas y capacidad de trabajo en caliente, ductilidad y tenacidad. Además, también cuenta con una baja densidad (pese a un 10% menos que el acero), una buena capacidad de amortiguación de las vibraciones, y una excelente maquinabilidad, ya que es auto lubricante.

Hay factores que afectan a las propiedades mecánicas, como por ejemplo:

• La concentración de Mg residual, que afecta al grado de nodulación y, por lo tanto, a las propiedades mecánicas.
• Con el C en exceso, se reduce la fluidez y se disminuye la resistencia a fatiga.
• El Si es grafitizante, por lo que favorece microestructuras ferríticas (a más ferrita, más ductilidad), haciendo que aumente la deformación y que disminuya la resistencia a tracción y a impacto.
• El Mn aumenta la resistencia y la maquinabilidad, y disminuye la ductilidad.
• El Ni, que aumenta la resistencia y la dureza.

Usos

• Engranajes de alta resistencia.
• Industria del automóvil.
• Maquinaria de imprenta, agrícola y de construcción.

Tratamiento Térmico ADI

Este tratamiento térmico es parecido al Austempering, pero un poco distinto. Primero se austeniza, y luego se templa en salmuera. Una vez templado, se mantiene a una temperatura superior a la temperatura de formación de la martensita, por lo que en la primera etapa tenemos austenita y placas de ferrita (un alto contenido en Si evita la formación de cementita, que fragiliza). En la segunda etapa la austenita que teníamos se transforma en bainita, ferrita y carburos de hierro, teniendo una baja ductilidad, por lo que debe evitarse. Y por último se enfría a temperatura ambiente. Si no se añaden elementos de aleación, las dos etapas de la transformación solapan, por lo que habría poco tiempo para el tratamiento. Así, al alear, aumentamos ese tiempo, aumentando a la vez la capacidad de endurecimiento y dificultando la formación de perlita.

Con un aumento de la perlita, aumenta la resistencia y la dureza, y con una disminución de la misma, aumenta la ductilidad y la resistencia al impacto. De manera general, las propiedades que obtenemos son: resistencia mecánica y a la abrasión, flexibilidad en el diseño y un bajo costo. Se usa en maquinaria, piezas resistentes al desgaste, eslabones de cadenas, etc.

Fundiciones Aleadas

En las fundiciones aleadas, el efecto que tienen los aleantes es más o menos el mismo que en los aceros: mejoran las propiedades mecánicas, afinan el grano, aumentan la dureza si estabilizan los carburos, mejoran la resistencia a la corrosión (con Si, Cr y Ni) y son resistentes a elevadas temperaturas (ya que se oxida el grafito a monóxido de carbono, y a tiempos largos se oxida el Fe).

Los tipos son:

• Fundiciones al Cr: Estabiliza los carburos, forma una capa protectora y posee la estructura de la fundición blanca.
• Fundiciones altas en Si: Si su contenido es de menos de 3,5%, aumenta el crecimiento ya que favorece la grafitización; pero si el contenido es de 4-8%, disminuye el crecimiento al retrasar la transformación ferrítica, a la vez que disminuye la oxidación al formar una capa de óxido protector.
• Fundiciones altas en Ni: Poseen una buena resistencia a la corrosión y a temperaturas combinadas. Además, tiene unas propiedades mecánicas mejores que con Si y Cr, y mejores propiedades que con carbono nodular.