Hierro fundido aleado: calidades, propiedades y aplicaciones

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

El hierro aleado es un material que se produce por fundición en altos hornos. Puede contener diferentes cantidades de carbono. Según el contenido cuantitativo de esta sustancia, se distinguen dos tipos de hierro fundido. El primero se llama conversión, o blanco, y el segundo es gris, o fundición.

Descripción de los tipos de hierro fundido

El primer tipo es el arrabio. Este es el nombre de un material en el que el carbono se presenta en forma de una sustancia como la cementita. En una rotura tiene un color blanco, de ahí su nombre. Tal hierro fundido se caracteriza por una alta dureza y fragilidad. Es muy difícil de mecanizar. Al mismo tiempo, alrededor del 80 % de todo el arrabio fundido es blanco. El objetivo principal de este tipo de material es volver a fundirlo en acero.

El hierro fundido de aleación gris es un metal en el que el carbono está presente en forma de grafito dúctil. En un quiebre, su color es el gris, que también determinó su nombre. La fragilidad y dureza de este tipo de hierro fundido es menor que la del hierro fundido blanco, pero está mucho mejor maquinado.

Las propiedades de las aleaciones de hierro fundido de este tipo son las siguientes:

• En primer lugar, resiste muy bien las cargas de compresión.
• En segundo lugar, este metal es insensible a los defectos superficiales y también tiene una buena resistencia a la falla por fatiga.

Sin embargo, el hierro fundido aleado para fundición tiene una resistencia al impacto bastante débil, así como una baja ductilidad. Debido a estos dos inconvenientes, es bastante difícil utilizar dicho material con fines estructurales.

Descripción general de los grados de fundición gris

Hoy en día, existen tales grados de fundición gris aleado: SCH 10, SCH 15, SCH 18, SCH 20 y muchos otros. Las letras SCh en la marca indican que es hierro fundido gris, y los dos dígitos siguientes indican la carga máxima que puede soportar el metal cuando se estira. La resistencia a la tracción en este caso se mide en MPa.

Variedades de fundición gris

El hierro aleado para fundición tiene varios subtipos. Uno de ellos era el hierro dúctil. Este nombre condicional se le dio al material, que se distingue por el hecho de que es más suave y viscoso que el gris. Consíguelo de hierro fundido blanco. Para hacer esto, use el procedimiento de recocido, que dura mucho tiempo. Las marcas aquí son casi iguales, por ejemplo KCh 30-6, KCh 33-8, KCh 37-12. Las letras indican que este hierro fundido es maleable y los siguientes dos números determinan la resistencia a la tracción. Pero en cuanto a los últimos uno o dos dígitos, caracterizan el alargamiento relativo máximo, quemedido como porcentaje.

Se modifica otro subtipo de hierro aleado de fundición. Para obtenerlo, debe agregar elementos especiales al gris. Dichos modificadores se agregan antes de verter la sustancia. El aluminio, el silicio, el calcio y otros pueden usarse como aditivos. Estos aditivos aumentan significativamente el número de centros de cristalización. En otras palabras, contribuyen a una reducción significativa del grafito.

Gracias a estos aditivos, el hierro fundido de aleación especial se caracteriza por sus características de mayor resistencia, menos fragilidad y mayor resistencia al agrietamiento. Vale la pena agregar que todos los mejores grados de esta aleación se obtienen de este material modificado.

Tipos de aleación aleación

¿Qué significa aleación de hierro fundido? La aleación es una operación para introducir diversas impurezas en la composición de un material que pueden mejorar sus características. Para el hierro fundido, el titanio, el cromo, el vanadio y otros se han convertido en tales aditivos. La introducción de elementos de aleación en la composición puede aumentar características tales como resistencia, dureza, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión y muchas otras.

Actualmente, dependiendo de la cantidad de elementos de aleación en el hierro fundido, se pueden distinguir tres tipos:

1. Si los aditivos están contenidos en cantidades de hasta el 2,5 % de la masa total, se trata de hierro fundido de baja aleación.
2. Los materiales de aleación media son aquellos materiales cuyo contenido de sustancias está en el rango de2,5 a 10%.
3. El último tipo es altamente aleado, si el contenido de modificadores en total supera el 10%.

Sustancias para aleaciones, marcado

Según GOST, el hierro fundido aleado debe contener una cierta cantidad de sustancias para su uso en un área determinada. Además, el etiquetado también es estándar. Por ejemplo, ChN15D7Kh es una aleación de alta resistencia que contiene 15 % de níquel, 7 % de cobre y aproximadamente 1 % de cromo. Como puede ver, en el marcado, los elementos de aleación están marcados con una letra, seguida de un número que indica el contenido cuantitativo del aditivo. Sin embargo, también puede ser que f alte la figura, como después del cromo. Esto significa que el contenido de la sustancia en la composición es de alrededor del 1%.

En cuanto a la fabricación de dicho hierro fundido, es bastante económico. Al mismo tiempo, el producto final tiene propiedades de rendimiento suficientemente altas. Gracias a estos dos factores, el alcance del material descrito crece constantemente.

Tipos de aleación aleación

Es natural que la adición de cualquier sustancia a la composición aumente alguna característica particular. Por lo tanto, se distinguen varias clases de materiales aleados.

Entonces, el hierro fundido puede ser resistente al desgaste. El material perteneciente a este grupo se caracteriza por tener una mayor resistencia a la abrasión, que se produce durante el rozamiento superficial. Esta categoría incluye hierro fundido antifricción y fricción. El primero de ellos tiene una muy bajacoeficiente de fricción. Debido a esto, la principal aplicación del hierro fundido aleado del tipo mencionado es la producción de piezas tales como cojinetes lisos, casquillos para ellos y otras piezas con requisitos similares.

El material de fricción, por el contrario, se caracteriza por un coeficiente de fricción bastante alto y, por lo tanto, se usa con mayor frecuencia en la producción de dispositivos de freno para una variedad de mecanismos, equipos, etc.

Hierro fundido inoxidable

Mucha gente sabe que existe un metal llamado acero inoxidable. De hecho, esta no es una definición muy precisa. Solo tales aleaciones difieren en que su resistencia a la corrosión es bastante alta. El hierro fundido mencionado fue el más utilizado en la construcción naval. Si se agrega más del 12% de cromo a la composición del hierro como elemento de aleación y el contenido de carbono se reduce tanto como sea posible, entonces se obtendrá dicha aleación como resultado.

ChNHT, ChN1KhMD, ChN15D7Kh2 se convirtieron en sus marcas más comunes. Se diferencian en que conservan una alta resistencia a la corrosión incluso en ambientes agresivos, tienen buena resistencia a la cavitación y al desgaste en un ambiente de vapor y agua.

Un grupo pequeño pero bastante popular es el hierro fundido resistente al calor. La principal ventaja del material es que es bastante difícil de oxidar y también conserva bien sus cualidades a temperaturas elevadas.

Introducción del cobre

Actualmentetiempo, cada vez más a menudo comienzan a usar hierro fundido con la adición de cobre. La introducción de este aditivo en la aleación mejora significativamente sus cualidades de fundición. Lo mejor de todo es que esto afecta la fluidez del material. Además, la tendencia al agrietamiento y la porosidad por contracción se reduce considerablemente.

La incorporación de 0,5 % de Cu (cobre) hace que el hierro fundido sea lo suficientemente adecuado para moldearse en piezas con espesores de pared de entre 10 y 25 mm. Si es necesario aumentar el espesor de la pared de los elementos futuros, será necesario aumentar el contenido cuantitativo de cobre, así como sus complejos. Vale la pena señalar aquí que el efecto de agregar cobre puede mejorarse si se introducen en la aleación elementos como el antimonio o el bismuto.

Si el equivalente de carbono aumenta, la influencia del cobre en la cristalización del grafito disminuirá. La aleación de hierro fundido con cobre también puede evitar el blanqueo en las capas superficiales y también aumentar considerablemente la dureza hacia el medio. Esto es bastante notable cuando se funden camisas de cilindros, cabezas de bloques de hierro fundido y otros elementos.

Hierro fundido de aleación compleja

Para fundir con éxito el hierro fundido que se puede usar para fundir camisas de cilindros, es necesario usar no solo una variedad de ferroaleaciones, sino también un horno de inducción. Para llevar a cabo la fundición de dichas piezas, se utilizan las marcas IChKhN4, ChN1KhMD y ChNMSh y varios otros tipos. Su característica distintiva es que todas las piezas se funden en un molde macizo o de paredes delgadas.

Agujaestructura y material de alta resistencia

Una pequeña variedad de fundición gris, que pertenece al grupo resistente al desgaste, es un material con una estructura acicular. El grado de dopaje en dicho material es bastante bajo. El contenido de silicio y carbono también es bastante bajo. En este caso, la cantidad de sustancias como cobre, molibdeno, níquel y algunos otros modificadores aumenta según el espesor de pared resultante requerido, así como según el método de fundición que se utilice.

Otra variedad es un material de alta resistencia. Esta es una pequeña variedad de fundición gris, que se distingue por el contenido de grafito nodular. Para obtener tal estructura, es necesario introducir magnesio, cerio y bismuto en la aleación. La adición de estos tres elementos de aleación convierte el grafito dúctil del material de fundición en un grafito esferoidal. Este tipo se diferencia en que sus cualidades mecánicas son muy superiores a las de otros tipos de fundición. Hasta la fecha, se están produciendo aproximadamente 10 grados diferentes de la aleación de esta categoría. Dicho material se puede utilizar perfectamente en la construcción naval en lugar del tipo maleable. Y el tipo más común de hierro dúctil es el magnesio (con una gran cantidad de magnesio en la composición).