Escuela Industrial Ernesto Bertelsen Temple.
Fundación Diego Echeverría Castro.
Fundiciones de Hierro
Profesor:
Luis Suárez Saa.
Técnico Electromecánico.
Técnico Universitario en Mecánica Automotriz.
Ingeniero en Mantenimiento Industrial.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Fundiciones de Hierro
• Los materiales Férricos se clasifican en dos grandes
grupos aceros y fundiciones.
 Acero es la aleación [Fe-C] cuyo contenido es de
0,03 a 1,76 % de carbono.
 Fundición es la aleación [Fe-C-Si] cuyo contenido es
de 1,76 a 6,67 % carbono.
• Todas las fundiciones y aceros del mercado tienen,
además de carbono, otros elementos que les confieren
características peculiares.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
El Carbono en las Fundiciones
• En el acero, el carbono nunca se manifiesta en forma de
grafito, mientras que la mayoría de las fundiciones de
hierro lo poseen, definiendo a la fundición como un
acero con grafito.
• El elemento diferenciador sigue siendo en ambos el
carbono.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Formas de Grafito
• Las fundiciones de hierro se definen como aleaciones
hierro-carbono-Silicio [Fe-C-Si], en las que el carbono
puede presentarse libre o combinado.
• Cuando el carbono se presenta libre, lo hace bajo la
forma Grafítica, pudiendo adoptar morfologías muy
diversas, que son las que dan las características a cada
tipos de fundición de hierro.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
• La estructura cristalina hexagonal con seis planos
laterales y dos basales, le proporcionan distintas
características a las fundiciones.
• Las distintas morfologías que presenta el grafito en las
fundiciones están dependiendo fundamentalmente de la
velocidad de crecimiento del grafito.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
• El grafito es una forma elemental del carbono.
• El crecimiento de este se efectúa por incorporación de
átomos de carbono en las discontinuidades de la faceta
del cristal.
• El crecimiento de grafito laminar que se encuentra
interconectado a través de la matriz, se genera cuando
existe poco subenfriamiento.
• Sin embargo, el grafito esferoidal requiere un elevado
subenfriamiento.
• En consecuencia, el grafito compacto de morfología
intermedia entre el grafito laminar y el esferoidal
desarrollará un crecimiento en ambos planos.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Grafito Laminar
• La forma laminar del grafito es la típica de las
fundiciones grises.
• En el proceso de solidificación de este tipo de
fundiciones se generan formaciones incorrectas de
grafito que adoptan la forma de hojuelas.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
• La discontinuidad que se crean los grafitos en la masa
metálica son las que determinan las características de
estas fundiciones.
• De forma general, se puede indicar que cuanto menor
sea el numero de laminas de grafito y su tamaño, la
distribución mas homogénea y su forma mas
redondeada, mayor será su resistencia mecánica.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Grafito Esferoidal
• Esta es la forma grafítica exigida a la fundiciones
esferoidales.
• La uniformidad de tamaño indica la calidad de la
fundición.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Grafito Compacto
• Se trata de un grafito de morfología agusanada o
laminas cortas y espesas con extremos redondeados
que presentan una estructura ramificada.
• La morfología de este grafito es intermedia entre la
esferoidal y la laminar.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Grafito Nodular (Maleable)
• Esta forma del grafito es la típica de las fundiciones
maleables, se llama tambien carbono de recocido o
corazon negro debido a que se genera ya en estado
sólido mediante el correspondiente tratamiento térmico.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Grafito de Forma Irregular
• Este tipo de formas grafítica se considera inadecuada,
ya que se observa la formaciones grafíticas de
contornos irregulares que no reproducen la forma ideal
esferoidal.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Grafito Estallado
• Esta forma grafítica puede presentarse en la producción
defectuosa de piezas de fundición esferoidal.
• Estos crecimientos anormales de los esferoides de
grafito se ponen de manifiesto en fundiciones de alto
contenido de carbono y se representan repartidos con
cierta uniformidad por toda la masa.
Tratamiento Térmico.
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Grafito de Flotación
• Se trata de un defecto de las fundiciones de hierro
esferoidal.
• El fenómeno del grafito de flotación consiste en la
localización de una capa rica en grafito donde la
concentración de esferoides es muy intensa.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Grafito Vermicular
• Son formaciones de grafito de morfología longitudinal
con contornos redondeados.
• Su presencia se considera como defecto de las
fundiciones grafítica esferoidales.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Grafito Chunky
• Se trata de agrupaciones de finos grafitos de tipo celular
interconectados entre si. En las zonas intercelulares
pueden aparecer, de forma aislada grafitos esferoidales
perfectamente constituidos.
• Este defecto se presenta en piezas gruesas y de alto
contenido de carbono.
Tratamiento Térmico.
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Grafito Laminar Intercelular
• La característica mas destacable de este grafito es su
forma laminar y su posición intercelular.
• Elementos como el Arsénico, Plomo, Antimonio, Estaño,
etc. Son rechazados de la célula sólida durante la
solidificación para que el grafito se precipite en forma
laminar defectuosa.
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Prof. Ing. Luis Suárez
Clasificación de las Fundiciones
• Para la clasificación de las fundiciones de hierro es
posible utilizar diversos criterios, tales como dureza,
resistencia, composición química, etc.
• Esta forma de realizar la clasificación se basa
fundamentalmente en el aspecto que presenta la
superficie de fractura. Según este criterio, las
Fundiciones de Hierro se denominan:
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Tratamiento Térmico.
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Fundición Gris
• La superficie de fractura de estas fundiciones es gris con
totalidades diferenciadas.
• El color grisáceo tiene su origen en las laminas de
grafito.
Tratamiento Térmico.
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Fundición Blanca
• Es aquella cuya superficie de fractura es blanca.
• La ausencia de grafito da a esta fundición el aspecto
blanco que le sirve de denominación.
• Su solidificación se ha producido de acuerdo con el
modelo carbúrico.
Tratamiento Térmico.
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Fundición Atruchada
• La conjunción de Fundición Gris y Blanca proporciona el
aspecto atruchado de la superficie de rotura.
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Fundiciones Especiales
• La presencia o no del grafito y su morfología
condicionan la estructura del material y sus
características. Ello permite identificar las funciones de
hierro, dando lugar a una clasificación como la que se
presenta a continuación.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Fundición Grafítica Laminar
• Es aquella fundición de hierro en la que el carbono libre
(carbono grafítico) adopta la forma laminar.
• Las características finales vendrán determinadas por la
interacción de dichos grafitos y la estructura matricial.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
• El grafito Widmannstätten es una particularidad
morfológica del grafito laminar. Se caracteriza por
presentar una lámina principal a partir de la cual
aparecen ramificaciones que dan unidad al entramado
grafitico.
• Su identificación exige una inspección a elevados
aumentos 100x con microscopía óptica .
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Fundición Grafítica Esferoidal
• Es aquella fundición de hierro en la que el carbono libre
(carbono grafítico) se presenta en forma de esferoides.
• Tanto las propiedades de la fundición como su propia
aceptación viene condicionadas de manera preferente
por la forma esferoidal del grafito.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Fundición Grafítica Compacta
• En este tipo de fundiciones, el grafito se manifiesta
como láminas de puntas redondeadas y formas
irregulares que se encuentran interconectadas a lo largo
de la matriz.
• Esta morfología es la responsable de que las
caracteristicas mecanicas de la fundiciones de grafito
compacto sean intermedias entre la FGE y la FGL.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Fundición Grafítica Maleable
• Estas fundiciones de hierro se caracterizan porque la
mayor parte del carbono que contienen se presenta bajo
la forma de módulos de grafito de contorno irregular.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Fundición No Grafítica
• En estas fundiciones el carbono se presenta en forma
combinada, es decir, la solidificación es carbúrica, no
mostrando ninguna forma de grafito.
• El constituyente característico de estas fundiciones es la
cementita; en ella está integrado prácticamente todo el
carbono de la fundición.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Estructuras Granulares
Observables por Medios
Metalográficos.
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Ferrita
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Cementita
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Perlita
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Austenita
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Martensita
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Martensita Revenida
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Bainita
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Bainita Superior
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Bainita Inferior
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Austenitización
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Recocido
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Normalizado
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Temple
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
Temple y Revenido
Tratamiento Térmico.
Prof. Ing. Luis Suárez
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