¿Has oído hablar del hierro fundido blanco?

El hierro fundido es de 2 wt. por ciento-4 en peso. por ciento de carbono, 1 wt. por ciento-3 en peso. por ciento de silicio y cantidades menores de componentes menores de aleación de hierro. Por el contrario, el acero tiene un contenido de carbono más bajo y un contenido de silicio más bajo de hasta un 2 por ciento en peso. Mediante la aleación con cantidades limitadas de manganeso, molibdeno, cerio, níquel, cobre, vanadio y titanio antes de la fundición, el hierro fundido también se puede optimizar aún más. Se conoce como hierro fundido blanco o hierro fundido gris según el contenido de silicio del hierro fundido y se puede procesar más a temperaturas específicas para crear hierro fundido maleable o dúctil.

Propiedades generales de la fundición blanca

El hierro fundido es muy favorecido por su capacidad para moldearse fácilmente en formas complicadas cuando se funde y por su baja calidad. Además, sus propiedades se pueden modificar fácilmente ajustando la composición y la velocidad de enfriamiento sin cambios significativos en los procesos de fabricación. Sus otras ventajas principales sobre el acero fundido son el mecanizado rápido, la amortiguación de vibraciones, la resistencia a la compresión, la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión. La resistencia a la corrosión del hierro fundido se fortalece con la adición de elementos menores como silicio, níquel, cromo, molibdeno y cobre.

Formas de hierro fundido y sus aplicaciones

El hierro fundido se puede clasificar como hierro fundido gris, hierro fundido blanco, hierro fundido maleable y hierro fundido dúctil dependiendo de su composición. El hierro fundido gris tiene un color de fractura gris oscuro debido a una microestructura grafítica, hierro fundido gris o hierro gris. La presencia de escamas de grafito se debe a la inclusión de silicio, que a diferencia del carburo de hierro, ayuda a estabilizar el carbono en forma de grafito. Por lo general, el hierro fundido gris tiene una composición de 2,5 wt. por ciento-4.0 en peso. porcentaje de carbono y 1,0 wt. por ciento-3.0 en peso. porcentaje de silicio.

Aplicaciones de fundición gris

El color más común del hierro fundido es el gris. Se utiliza en aplicaciones como bloques de cilindros de motores de combustión interna, volantes, cajas de cajas de cambios, colectores, rotores de frenos de disco y utensilios de cocina, donde su alta rigidez, maquinabilidad, amortiguación por fricción, alta potencia calorífica y alta conductividad térmica son beneficiosas. El estándar A48 de ASTM International es una clasificación ampliamente utilizada para el hierro fundido gris. El hierro fundido gris se clasifica de acuerdo con su resistencia a la tracción según este esquema; el hierro fundido gris de categoría 20, por ejemplo, tiene una resistencia a la tracción mínima de 20 000 psi (140 MPa).

Hierro Fundido Blanco

Debido a la presencia de carburo de hierro o cementita Fe3C, el hierro fundido blanco tiene un color de fractura blanco. A diferencia del grafito, la presencia de carbono en esta forma es el resultado de un menor contenido de silicio en relación con el hierro fundido gris. Por lo general, el hierro fundido blanco incluye 1,8 wt. por ciento-3,6 en peso. porcentaje de biomasa, 0,5 en peso. por ciento-1,9 en peso. Porcentaje de silicio y 1,0 % en peso – 2,0 % en peso de manganeso. Las fundiciones blancas son altamente resistentes al desgaste y delicadas. Como consecuencia de su microestructura que contiene fragmentos masivos de carburo de hierro, muestran una gran dureza y no se mecanizan fácilmente.

Aplicaciones de la fundición blanca

En secciones resistentes a la abrasión donde la fragilidad es de importancia limitada, como revestimientos de carcasa, bombas de lodos, molinos de bolas, barras elevadoras, boquillas de extrusión, mezcladoras de cemento, accesorios de tubería, bridas, trituradoras e impulsores de bombas, se utiliza hierro fundido blanco. El hierro blanco con alto contenido de cromo, ASTM A532, es un grado típico de hierro blanco. Esto incluye níquel y cromo para aplicaciones de fuerte abrasión con bajo efecto.

Hierro fundido maleable

A través de un tratamiento térmico de recocido lento de hierro fundido blanco, se forman hierros fundidos maleables. Esto da como resultado la conversión de carbono en grafito en forma de carburo de hierro en hierro blanco, con ferrita o perlita compuesta por la matriz restante. En el tipo de formas circulares o nodulares, el grafito está presente. El hierro fundido maleable demuestra una fuerte maleabilidad y una buena ductilidad. Exhibe una fuerte durabilidad a las grietas a bajas temperaturas debido a la disminución del contenido de silicio en relación con otros hierros fundidos.

Aplicaciones de fundición maleable

El hierro fundido maleable se utiliza para accesorios y maquinaria eléctrica, herramientas manuales, accesorios para tuberías, arandelas, soportes, equipos agrícolas, herrajes para la construcción y piezas de máquinas, debido a su alta resistencia a la tracción y ductilidad. La norma ASTM A47 es una clasificación común para el hierro fundido maleable.

Hierro Fundido Dúctil

La existencia de grafito en forma de nódulos esféricos, al igual que ocurre con la fundición maleable, se caracteriza por la fundición dúctil, también conocida como fundición nodular y fundición de grafito esferoidal. A diferencia del hierro fundido maleable, el hierro fundido dúctil está formado por una composición química particular, no por un tratamiento térmico del hierro blanco. 3,2 peso por ciento-3,6 en peso. por ciento de carbono, 2,2 wt. por ciento-2,8 en peso. por ciento de silicio y 0,1 en peso. por ciento-0,22 en peso. por ciento de manganeso, así como concentraciones más bajas de magnesio, arsénico, cobre y azufre, la estructura esférica de las inclusiones de grafito es responsable de la existencia de manganeso.

Implementaciones de fundición dúctil

Este acero es más dúctil que la fundición gris o blanca debido a su microestructura. Se utiliza como conducto de hierro dúctil para infraestructura de agua y saneamiento para este propósito. También es capaz de soportar ciclos térmicos y también se utiliza en módulos de engranajes y suspensión para automóviles, frenos y válvulas, bombas y piezas hidráulicas y carcasas de turbinas eólicas. ASTM A536 se conoce generalmente como hierro fundido dúctil.

Almacenamiento y Producción de Hierro Blanco

El hierro debe eliminarse del mineral de hierro para fabricar hierro fundido. En un alto horno, el mineral se funde donde se separa en arrabio y escoria. El horno se calienta en una atmósfera de oxígeno a unos 1800 grados centígrados y la escoria producida sube a la superficie y se puede eliminar. El arrabio fundido produce carbono de aproximadamente 3 wt. por ciento-5 en peso. por ciento. Luego se mezclan con esto el hierro, el carbón, el coque y la piedra caliza. El contenido de carbono se reduce hasta que las impurezas se separan selectivamente de este hierro. Para transformar el contenido de carbono en grafito o cementita, se puede agregar silicio en esta etapa. Después de eso, el hierro se funde en diferentes formas y esto es hierro fundido blanco.