Tipos de Fundiciones

Fundición Blanca

La fundición blanca es aquella en la que todo el carbono está combinado bajo la forma de cementita. Se distinguen por que al fracturarse presenta un color blanco brillante. Es un tipo de fundición menos fluida que la gris y al solidificarse se produce algo de contracción.

Las fundiciones blancas al contener cementita hacen que estas presenten gran dureza y fragilidad, aunque posee una gran resistencia al desgaste y a la abrasión. El punto de fusión se encuentra entre los 1100 y 1200 °C.

Al presentar fragilidad y falta de maquinabilidad su aplicación es muy limitada en el campo de la ingeniería. Por otra parte si son muy empleadas en aquellos casos donde la ductilidad no es un requisito como por ejemplo en camisas interiores de hormigoneras, en placas de revestimiento de molinos para triturar o en rodillos. Aunque su principal uso es como material base para fabricar fundiciones maleables.

Fundición Gris

El hierro fundido, hierro colado, más conocido como fundición gris es un tipo de aleación conocida como fundición, cuyo tipo más común es el conocido como hierro fundido gris.

El hierro gris es uno de los materiales ferrosos más empleados y su nombre se debe a la apariencia de su superficie al romperse. Esta aleación ferrosa contiene en general más de 2% de carbono y más de 1% de silicio, además de manganeso, fósforo y azufre. 

Una característica distintiva del hierro gris es que el carbono se encuentra en general como grafito, adoptando formas irregulares descritas como “hojuelas”. Este grafito es el que da la coloración gris a las superficies de ruptura de las piezas elaboradas con este material.

Las propiedades físicas y en particular las mecánicas varían dentro de amplios intervalos respondiendo a factores como la composición química, rapidez de enfriamiento después del vaciado, tamaño y espesor de las piezas, práctica de vaciado, tratamiento térmico y parámetros microestructurales como la naturaleza de la matriz y la forma y tamaño de las hojuelas de grafito.

La composición típica para obtener una microestructura grafítica es de 2.5 a 4% de carbono y de 1 a 3% de silicio, el silicio juega un papel importante en diferenciar a la fundición gris de la fundición blanca, esto es debido a que el silicio es un estabilizador de grafito, esto significa que ayuda a precipitar el grafito desde los carburos de hierro. Otro factor importante que ayuda a la formación de grafito es la velocidad de solidificación de la colada, una velocidad lenta tenderá a producir más grafito y una matriz ferritica, una velocidad moderada tenderá a producir una mayor matriz perlitica, para lograr una matriz 100% ferritica, se debe someter la fundición a un tratamiento térmico de recocido.

Fundición Nodular

Al contrario de una fundición gris, la cual contiene hojuelas de grafito, la fundición nodular tiene una estructura de colada que contiene partículas de grafito en forma de pequeños nódulos esferoidales en una matriz metálica dúctil. De este modo la fundición nodular tiene una resistencia mucho mayor que una fundición gris y un considerable grado de ductilidad, estas propiedades y otras tantas pueden mejorarse con la utilización de tratamientos térmicos.

Al igual que una fundición gris, este material tiene la ventaja de poseer una excelente fluidez. De este modo es posible obtener piezas de reducidos espesores, siempre que se asegure un flujo lineal y calmado a la hora de llenar los moldes, esto es imprescindible para evitar el endurecimiento de los bordes y la formación de carburos en las secciones más delgadas.

La fundición nodular se fabrica tratando el hierro liquido bajo en azufre (< 0,02% en peso) en cuchara, con un aditivo que contiene magnesio (0,04 a 0,06% en peso) para luego ser inoculado usando una aleación de silicio minutos antes de ser vertido. En general, los rangos de composición química son similares a los de la fundición gris, pero en este caso existe un importante número de diferencias.

Para obtener la mejor combinación de resistencia, ductilidad y tenacidad, la materia prima debe ser escogida de modo que sea baja en impurezas. Particularmente deben evitarse aquellos elementos que promueven la reacción perlifica de la matriz.

Fundición Maleable

Al calentar la fundición blanca a temperaturas entre 800 y 900 ºC por un período de tiempo prolongado y en una atmósfera neutra (para evitar la oxidación) se obtiene una descomposición de la cementita, formándose grafito, que se presenta en forma de uvas o rosetas rodeados de una matriz ferrítica o perlítica, dependiendo de la velocidad de enfriamiento, y se conoce con el nombre de fundición maleable.

La microestructura es similar a la de la fundición nodular, lo que origina una resistencia relativamente alta y una ductilidad o maleabilidad apreciable. Entre sus aplicaciones más representativas, están las varillas de acoplamiento, los engranajes de transmisión y las cajas de diferencial para la industria automotriz, así como accesorios para tuberías y partes para válvulas de ferrocarril, marinas y otros tipos de trabajos pesados.

Fundición en coquilla

Las fundiciones en coquilla, se obtienen colando el metal fundido en coquilla metálica. De esta forma se obtienen piezas constituidas por una capa periférica dura y resistente a la abrasión de fundición blanca, que envuelve totalmente a un corazón más blando de fundición gris, siendo necesario para conseguir buenos resultados tener un control muy cuidadoso de la composición y de la velocidad de enfriamiento.

Las fundiciones en coquilla pueden obtenerse ajustando la composición de la fundición de tal modo que la velocidad de enfriamiento del normal en la superficie sea la justa para que se forme fundición blanca, mientras que en el interior, al ser menor la velocidad, se obtiene fundiciones atruchadas y grises.

Jugando con los espesores metálicos del molde y con algunos componentes de la aleación como el silicio, manganeso, fósforo etc. se puede controlar el espesor de la capa de fundición blanca que se desea obtener.

Fundición Aleada

Las fundiciones aleadas son aquellas que contienen Ni, Cr, Mo, Cu, Etc. En porcentajes suficientes para mejorar las propiedades mecánicas de las fundiciones ordinarias o para comunicarles alguna otra propiedad especial, como alta resistencia al desgaste, alta resistencia a la corrosión, al calor, etc.

Fernando Aranaga C.I. 25.893.524

Bibliografía:

http://es.wikipedia.org/wiki/Fundici%C3%B3n_blanca

http://es.wikipedia.org/wiki/Fundici%C3%B3n_gris

http://www.fundinox.cl/ASTM_A536.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Fundici%C3%B3n_maleable

http://www.esi2.us.es/IMM2/Pract-html/inf-fund-coquilla.html