Hierro fundido blanco: propiedades, aplicaciones, estructura y características

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

Inicialmente, la tecnología de fundición de hierro se dominó por primera vez en China en el siglo X, después de lo cual se generalizó en otros países del mundo. La base del hierro fundido es una aleación de hierro con carbono y otros componentes. Una característica distintiva es que en su composición el hierro fundido contiene más del 2% de carbono en forma de cementita, que no se encuentra en otros metales. Un destacado representante de esta aleación es la fundición blanca, que se utiliza en ingeniería mecánica para la fabricación de piezas, en la industria y en la vida cotidiana.

Apariencia

La aleación tiene un color blanco en la rotura y un brillo metálico característico. La estructura de fundición blanca es de grano fino.

Propiedades

En comparación con otros metales, la aleación de hierro y carbono tiene las siguientes características y propiedades:

• alta fragilidad;
• mayor dureza;
• alta resistividad;
• bajas propiedades de fundición;
• baja maquinabilidad;
• buena resistencia al calor;
• gran contracción (hasta un 2 %) y mal llenado del molde;
• baja resistencia al impacto;
• alta resistencia al desgaste.

La masa metálica tiene una gran resistencia a la corrosión en ácido clorhídrico o nítrico. Si hay carburos libres en la estructura, se producirá corrosión cuando el hierro fundido se coloque en ácido sulfúrico.

Las fundiciones blancas, que contienen un menor porcentaje de carbono, se consideran aleaciones más resistentes a las altas temperaturas. Debido a la mayor resistencia mecánica y tenacidad que aparecen cuando se exponen a altas temperaturas, se minimiza la formación de grietas en las piezas fundidas.

Composición

La aleación de hierro y carbono se considera más económica que el acero. El hierro fundido blanco contiene hierro y carbono, que se encuentran en un estado unido químicamente. El exceso de carbono, que no está presente en la solución sólida de hierro, está contenido en estado combinado en forma de carburos de hierro (cementita), y en el hierro fundido aleado en forma de carburos especiales.

Vistas

Dependiendo de la cantidad de contenido de carbono en el hierro fundido blanco, se divide en los siguientes tipos:

1. Hyotectic retiene de 2,14% a 4,3% de carbono y después de un enfriamiento completo adquiere la estructura de perlita, cementita secundaria y ledeburita.
2. Eutectic contiene un 4,3% de carbono y tiene una estructura en forma de un fondo claro de cementita, que está salpicado de granos oscuros de perlita.
3. Hyotectic tiene de 4,3% a 6,67% de carbono en su composición.

Solicitud

Basándonos en las propiedades anteriores,se puede concluir que no tiene sentido practicar el procesamiento térmico y mecánico del hierro fundido blanco. La aleación encontró su aplicación principal solo en forma de fundición. En consecuencia, la fundición blanca obtiene las mejores propiedades solo si se cumplen todas las condiciones de fundición. Este método de procesamiento se usa activamente si es necesario producir productos masivos que deben tener una alta dureza superficial.

Además, el hierro fundido blanco se recoce, lo que da como resultado hierros fundidos maleables, que se utilizan para fabricar piezas fundidas de paredes delgadas, por ejemplo:

• partes de automóviles;
• productos agrícolas;
• repuestos para tractores, cosechadoras, etc.

La aleación también se utiliza para fabricar placas con superficies acanaladas o lisas, y también se utiliza activamente en la producción de acero y hierro gris.

El uso de la fundición blanca en la agricultura como metal estructural es bastante limitado. Muy a menudo, la aleación de hierro y carbono se utiliza para la fabricación de piezas para máquinas hidráulicas, lanzadores de arena y otros mecanismos que pueden funcionar en condiciones de mayor desgaste abrasivo.

hierros fundidos enfriados

Esta aleación se considera un tipo de fundición blanca. Es posible lograr un enfriamiento de 12 a 30 mm enfriando rápidamente la superficie de la aleación de hierro y carbono. Material estructura: la parte superficial es de fundición gris blanca en el núcleo. Ruedas, bolas para molinos, rodillos de laminación están hechos de este material, que están montados enmáquinas para el procesamiento de chapa.

Elementos de aleación de la aleación

Las sustancias de aleación especialmente introducidas añadidas a la composición del hierro fundido blanco pueden proporcionar mayor resistencia al desgaste y resistencia, resistencia a la corrosión y resistencia al calor. Según la cantidad de sustancias añadidas, se distinguen estos tipos de fundición:

• aleaciones de baja aleación (hasta un 2,5 % de sustancias auxiliares);
• aleaciones medias (del 2,5% al 10%);
• altamente aleado (más del 10%).

Se pueden añadir elementos de aleación a la aleación:

• cromo;
• azufre;
• níquel;
• cobre;
• molibdeno;
• titanio;
• vanadio,
• silicio;
• aluminio;
• manganeso.

El hierro fundido blanco aleado tiene propiedades mejoradas y se utiliza a menudo para fundir turbinas, álabes, molinos, piezas para hornos de cemento y convencionales, álabes de máquinas de bombeo, etc. La aleación de hierro y carbono se procesa en dos hornos, lo que hace es posible llevar el material a una determinada composición química:

• en la cúpula;
• en hornos eléctricos.

Las piezas fundidas de hierro fundido blanco se recocen en hornos para estabilizar las dimensiones requeridas y aliviar la tensión interna. La temperatura de recocido puede subir hasta 850 grados. El proceso de calentamiento y enfriamiento debe hacerse lentamente.

Marcado o designación de fundición blanca con impurezascomienza con la letra H. Las letras posteriores de la marca pueden determinar qué elementos de aleación encajan en la composición de la aleación. El nombre puede contener números que indican el porcentaje de sustancias adicionales que caben en la fundición blanca. Si la marca contiene la designación Ш, significa que la estructura de la aleación contiene grafito esférico.

Tipos de recocido

Para la formación de fundición blanca en la industria, se utiliza un enfriamiento rápido de la aleación. Hoy en día, se utilizan activamente los siguientes tipos principales de recocido de aleaciones de carbono:

• El recocido de ablandamiento se usa principalmente para aumentar la ferrita en la composición del hierro fundido;
• recocido para aliviar las tensiones internas y minimizar las transformaciones de fase;
• recocido de grafitado, lo que da como resultado hierro fundido maleable;
• normalización a una temperatura de 850-960 grados, lo que da como resultado grafito y perlita, así como una mayor resistencia al desgaste y solidez.

Información adicional

Hasta la fecha, se ha demostrado que no existe una relación directa entre la resistencia al desgaste y la dureza de una aleación de carbono. Solo debido a la estructura, es decir, la disposición de carburos y fosfuros en forma de rejilla regular o en forma de inclusiones uniformes, se logra una mayor resistencia al desgaste.

La resistencia del hierro fundido blanco se ve más afectada por la cantidad de carbono y la dureza depende de los carburos. La mayor resistencia y dureza son aquellas fundiciones quetener una estructura martensítica.