Aceros para Propósitos Especiales (Grupo L)

Los aceros para propósitos especiales (grupo L), especialmente los que contienen níquel, destacan por su tenacidad.

• Se endurecen por temple en aceite (30-40 HRC)

Usos:

• Plegadoras
• Llaves de tuercas
• Herramientas de remachar

Carburos Cementados

Los carburos cementados son partículas finas de carburos refractarios (W, Ti, Ta) sinterizados en una matriz metálica (normalmente Co).

• En el sinterizado los carburos se disuelven un poco en el Co → unión íntima
• Muy duros → fabricación de herramientas de cortes resistentes al desgaste

Elementos de Aleación en Fundiciones

Carbono

• Disminuye la temperatura de fusión del hierro
• Mejora la colabilidad
• Aumenta la concentración de grafito

Silicio

• Grafitizante. Favorece la descomposición de la cementita
• % Si máx = 3%
• Mejora la fluidez

Azufre

• Estabiliza la cementita
• Forma FeS en límites de grano. Fragiliza la fundición

Manganeso

• Forma MnS. Estabiliza el azufre y favorece la formación de grafito indirectamente
• Forma Mn₃C. Estabiliza Fe₃C. Impide la grafitización
• %Mn = 1,7 (%S) +0,15
• Aumenta la resistencia por endurecimiento por S.S.
• Afina el grano.

Fósforo

• No tiene efecto en la forma de C
• Aumenta la fluidez
• Eutéctico ternario (960 ºC) Fe-Fe₃C-Fe₃P (Esteadita)
• El Fe₃P es frágil. Hay que controlar su % disminuyendo %

Si y Al

• Son grafitizantes tanto para el eutéctico como para el eutectoide

Ni, Cu y Sn

• Favorece el grafito en el eutéctico y lo desfavorecen en el eutectoide
• Los elementos carburantes aumentan el porcentaje de carburos

Inoculantes

Es un material añadido al hierro líquido justo antes de la colada que proporciona lugares de nucleación para el grafito favoreciendo su formación.

• Se reduce el subenfriamiento
• Se disminuye la formación de carburos
• Aumenta la grafitización
• Mejora la distribución del grafito
• Genera una microestructura fina con mayor número de colonias eutécticas
• Aumenta la resistencia
• Los más efectivos son ferrosilicatos que contengan pequeñas cantidades de Al, Ca, Ba, Sr, Zr y/o Ce.

Fundiciones Blancas

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. Contiene de 2,5 a 3% de carbono

Fundiciones Blancas Aleadas

La adición de Ni, Cr o Mo permite obtener fundiciones blancas que contienen martensita o bainita. Aplicaciones de resistencia al desgaste.

• Mo: Hace la fundición auto templable. Temple sin grietas TT para eliminar tensiones internas. Revenido a 300- 400ºC

Aleadas con Cr

• Cr = 1-4%
• Aumenta la dureza y la resistencia a la abrasión
• Evita la formación de grafito en secciones gruesas
• Altas en Cr (12-35%). Son resistentes a corrosión.

Ni

• Aumenta la resistencia y mejora su comportamiento a corrosión. Es grafitizante.
• Compensa su efecto con el Cr
• 2%Ni-1%Cr refinan la perlita
• 4,2%Ni-2,0%Cr da matriz de austenita que transforma a martensita en servicio.

Fundición de Coquilla o Endurecida Superficialmente

• Superficie de fundición blanca dura
• Interior de fundición gris
• Se obtiene solidificando en coquilla (enfriamiento rápido)
• El espesor de la capa de fundición blanca se puede variar variando la composición

Fundiciones Grises

Tiene un contenido en C entre 2.5 y 4.0 % y de Si entre 1 y 3 %. El nombre se debe al color de una superficie fracturada. Fractura gris

• 75% de las fundiciones utilizadas
• Mucha fluidez (Mayor fluidez que la fundiciones blancas) por lo que permite moldear piezas de forma muy complicadas

Microestructura

• Enfriamiento lento
• El carbono se encuentra en parte sin combinar en forma de láminas de grafito por efecto del C y el Si (Grafitizantes)
• Mala resistencia mecánica a impacto debido a la forma del grafito
• Mayor resistencia y la ductilidad a compresión que a tracción
• Utilización en armazones y bases de construcción
• Falta de ductilidad
• Muy buena resistencia a la abrasión y maquinabilidad
• El grafito actúa como lubricante

La dureza y la resistencia depende de:

• La forma, tamaño y distribución del grafito

Se mejora tracción

• Afino de las láminas de grafito
• Disminución de la cantidad de grafito
• Control de la composición química y la T de vertido
• Afino de grano ⇒ Matriz perlítica fina
• Inoculación Adición de ferrosilicatos que contengan pequeñas cantidades de Al, Ca, Ba, Sr, Zr y/o Ce antes del vertido

Gran capacidad de amortiguamiento

• La discontinuidades en la estructura favorecen la disipación de la energía vibratoria
• La capacidad de absorber vibraciones aumenta con el porcentaje en grafito
• Utilización en maquinaria o equipos sometidos a vibraciones se ha llegado a sustituir los cigueñales de acero tratado para compresores y para motores de combustión interna, por árboles colados con fundición gris, obteniéndose un funcionamiento más regular, más suave y menos ruidoso.

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