Selección del grado óptimo de hierro fundido dúctil para sus necesidades de ingeniería

En el hierro fundido dúctil, el grafito tiene forma de pequeñas esferas, a diferencia del hierro fundido gris. La estructura esférica del grafito suprime la generación de grietas lineales, por lo que puede resistir la deformación. Al igual que el hierro fundido gris, se pueden especificar muchos grados de hierro dúctil para proporcionar a los ingenieros diversos grados de resistencia a la tracción y elongación. Varios grados pueden lograrse añadiendo aleaciones y tratamiento térmico. Hablaremos sobre algunos grados diferentes de hierro fundido dúctil más adelante en este artículo para ayudarle a elegir el tipo adecuado para sus requisitos. Pero primero, hablemos de las características y aplicaciones del hierro fundido dúctil.

Beneficios del hierro SG / Hierro fundido dúctil

• Costo: comparado con fundiciones de acero, el hierro dúctil tiene costos de fabricación más bajos.
• Fundibilidad: el hierro fundido dúctil tiene una temperatura de fundición más baja que el acero, por lo que puede proporcionar un excelente acabado superficial y fundir formas complejas junto con cambios en la sección transversal.
• Elongación: la tasa de elongación de algunos grados de hierro fundido dúctil es superior al 20 %.
• Mecanizado: el hierro fundido dúctil es muy fácil de procesar, y el margen de mecanizado puede mantenerse al mínimo.
• Resistencia a la tracción: con hierro fundido dúctil se obtiene una resistencia a la tracción de hasta 900 N/mm².
• Peso reducido: debido a la densidad, el margen de mecanizado y la capacidad del molde, el peso de las fundiciones de hierro dúctil será mucho menor que el de fundiciones de acero equivalentes.

Ahora, echemos un vistazo más de cerca a algunas propiedades y aplicaciones del hierro fundido dúctil.

Propiedades y aplicaciones del hierro fundido dúctil

Comparado con el plano debilitado de las láminas de grafito en el hierro gris, la forma discreta de los nódulos de grafito significa que las propiedades del hierro fundido dúctil están más determinadas por la matriz del material que por la forma del grafito. Por lo tanto, el hierro dúctil tiene mayor resistencia, mayor elongación y mayor resistencia al impacto que el hierro fundido gris. En estado de fundición, se puede generar una serie de propiedades regulando la composición y el proceso de producción, desde alta ductilidad hasta alta resistencia. Este rango de rendimiento puede ampliarse ajustando la aleación y el posterior tratamiento térmico (incluido el endurecimiento superficial) y el temple por temple y revenido. Aunque la producción de hierro fundido dúctil es mucho más complicada que la del hierro gris, aún es posible producir formas complejas que son más fáciles de mecanizar que el acero. La amplia gama de propiedades significa que varios grados de hierro dúctil pueden usarse en diversas aplicaciones, como cigüeñales y árboles de levas automotrices, anillos de engranajes y anillos de accionamiento, reemplazo de productos manufacturados, fundiciones y forjados, husillos y rotores accionados mecánicamente, engranajes y rodillos de peletización, moldes para lingotes de aluminio, etc.

El hierro fundido dúctil tiene ventajas de costos de producción y procesamiento superiores a las estructuras de acero, forjados y fundiciones en términos de límites de ductilidad y rendimiento al impacto, y tiene una ventaja de peso sobre el hierro fundido gris con problemas de agrietamiento.

Cómo elegir grados de material adecuados

Los grados de material de hierro fundido dúctil (hierro SG) varían según diferentes estándares regionales. En EE. UU., por ejemplo, el estándar de material común para hierro fundido dúctil es ASTM A536. Aquí puede encontrar propiedades mecánicas como 60-40-18 (resistencia a la tracción 414 MPa, límite elástico 276 MPa, elongación 18 %). Por lo tanto, debe comunicar las propiedades mecánicas requeridas a la fundición de su elección con un cierto estándar para que puedan fabricar sus fundiciones según sus requisitos. Elegir el grado correcto de material de hierro dúctil no es fácil, se requiere al menos un cierto conocimiento de ingeniería. Sin embargo, si contacta con una fundición profesional, deberían poder guiarle en este proceso. A continuación, algunos indicadores que le darán una comprensión general de los factores que determinan el grado de hierro dúctil.

Revise sus dibujos de ingeniería 2D y requisitos técnicos. Estos deben indicar los materiales apropiados, y los dibujos completados también deben contener información del grado de material. Si solo sabe que necesita hierro fundido dúctil y no tiene requisitos especiales para sus propiedades mecánicas, puede elegir 60-40-18 (GGG40, 400-12, 400-18, AS38, QT400-18). Si tiene requisitos más altos de resistencia, tenacidad y rigidez, puede necesitar considerar 65-45-12 o incluso 70-50-05. Si necesita que el material tenga una resistencia muy alta, capacidad de carga a muy alta presión, entonces podría optar por 80-60-03. Sin embargo, debe saber que su tasa de elongación es solo del 3 %, por lo que su ductilidad no es ideal, lo que también afectará su resistencia al impacto. Aquí debe sopesar pros y contras y decidir qué es lo mejor para usted.

Para el grado 60-40-18 de hierro fundido dúctil, notará que puede doblarse bajo cargas de presión más altas (superiores a 400 MPa), pero no se romperá como el hierro fundido dúctil de grado 80-60-03. Este tipo de hierro fundido dúctil puede soportar cargas de presión altas hasta 600 MPa. Si no tiene una razón muy específica, se recomienda no elegir un nivel superior a 600-3. Los grados de material más altos tienen mayor resistencia a la tracción, pero esto viene a expensas de una elongación cada vez menor. Cuanto mayor sea la resistencia del tipo de hierro fundido dúctil, más frágil será el material y, por lo tanto, se reduce la resistencia al impacto. Además, estos grados de material altos requerirán niveles de producción más altos y ulteriores tratamientos térmicos, lo que resultará en costos de fundición globales más altos.

Hierro fundido dúctil / Hierro SG en IMTS-Exhibition.com

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