Descubre el Hierro Fundido Blanco: Propiedades, Usos y Beneficios

El hierro fundido es una aleación de hierro con 2% en peso - 4% en peso de carbono, 1% en peso - 3% en peso de silicio y cantidades menores de componentes menores. En contraste, el acero tiene un contenido de carbono más bajo y un contenido de silicio más bajo de hasta 2 por ciento en peso. Al alear con cantidades limitadas de manganeso, molibdeno, cerio, níquel, cobre, vanadio y titanio antes de ser fundido, el hierro fundido también puede ser optimizado. Se conoce como hierro fundido blanco o hierro fundido gris basado en el contenido de silicio del hierro fundido y puede ser procesado bajo temperaturas específicas para crear hierro fundido maleable o dúctil.

Propiedades Generales del Hierro Fundido Blanco

El hierro fundido es fuertemente favorecido por su capacidad de ser fácilmente fundido en formas complicadas cuando está fundido y por su bajo costo. Además, sus propiedades pueden ser fácilmente alteradas ajustando la composición y tasa de enfriamiento sin cambios significativos en los procesos de manufactura. Sus otras ventajas principales sobre el acero fundido son mecanizado rápido, amortiguación de vibraciones, resistencia a la compresión, resistencia al desgaste y 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 puede clasificarse 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 en oposición al carburo de hierro, ayuda a estabilizar el carbono en forma de grafito. Típicamente, el hierro fundido gris tiene una composición de 2.5% en peso - 4.0% en peso de carbono y 1.0% en peso - 3.0% en peso de silicio.

Aplicaciones del Hierro Fundido Gris

El color más común de hierro fundido es el gris. Se usa en aplicaciones como bloques de cilindros de motores de combustión interna, volantes, cajas de cambios, colectores, rotores de freno de disco y utensilios de cocina, donde su alta rigidez, mecanizabilidad, amortiguación de fricción, alta potencia de calor y alta conductividad térmica son beneficiosas. El estándar ASTM International A48 es una clasificación ampliamente usada para hierro fundido gris. El hierro fundido gris se clasifica según su resistencia a la tracción bajo este esquema, con categoría 20 de hierro fundido gris, por ejemplo, teniendo 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. En contraste con el grafito, la presencia de carbono en esta forma es el resultado de un contenido menor de silicio relativo al hierro fundido gris. Usualmente, el hierro fundido blanco incluye 1.8% en peso - 3.6% en peso de biomasa, 0.5% en peso - 1.9% en peso de silicio y 1.0% en peso - 2.0% en peso de manganeso. Los hierros fundidos blancos son altamente resistentes al desgaste y delicados. Como consecuencia de su microestructura conteniendo fragmentos masivos de carburo de hierro, muestran alta dureza y no son fácilmente mecanizados.

Aplicaciones del Hierro Fundido Blanco

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

Hierro Fundido Maleable

A través de un tratamiento térmico de recocido lento del hierro fundido blanco, se forman hierros fundidos maleables. Esto resulta en la conversión de carbono en grafito en forma de carburo de hierro en hierro blanco, con ferrita o perlita compuestas de la matriz restante. En forma de formas circulares o nodulares, el grafito está presente. Fuerte maleabilidad y buena ductilidad son demostradas por el hierro fundido maleable. Exhibe fuerte durabilidad a grietas a bajas temperaturas debido al contenido de silicio disminuido relativo a otros hierros fundidos.

Aplicaciones del Hierro Fundido Maleable

El hierro fundido maleable se usa para accesorios eléctricos y maquinaria, herramientas manuales, accesorios de tubería, arandelas, soportes, equipos agrícolas, herrajes de construcción y partes de máquina, debido a su alta resistencia a la tracción y ductilidad. El ASTM A47 es una clasificación común para hierro fundido maleable.

Hierro Fundido Dúctil

La existencia de grafito en forma de nódulos esféricos, como con el hierro fundido maleable, es caracterizada por el hierro fundido dúctil, también conocido como hierro fundido nodular y hierro fundido de grafito esferoidal. A diferencia del hierro fundido maleable, el hierro fundido dúctil se forma por composición química particular, no por tratamiento térmico de hierro blanco. 3.2% en peso - 3.6% en peso de carbono, 2.2% en peso - 2.8% en peso de silicio y 0.1% en peso - 0.22% en peso 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 Hierro Fundido Dúctil

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

Almacenamiento y Producción de Hierro Fundido Blanco

El hierro debe ser removido del mineral de hierro para manufacturar hierro fundido. En un horno de blast, el mineral se funde donde se separa en hierro de cerdo y escoria. El horno se calienta en una atmósfera de oxígeno a aproximadamente 1800 grados Celsius y la escoria producida sube a la superficie y puede ser removida. El hierro de cerdo fundido produce carbono de aproximadamente 3% en peso - 5% en peso. Luego el hierro, carbón, coque y piedra caliza se mezclan con esto. El contenido de carbono se reduce hasta que las impurezas son separadas selectivamente de este hierro. Para transformar el contenido de carbono a grafito o cementita, el silicio puede ser añadido en esta etapa. Después de eso, el hierro es fundido en diferentes formas y esto es hierro fundido blanco.