FUNDICIÓN GRISFUNDICIÓN GRISFUNDICIÓN GRISFUNDICIÓN GRIS

CARACTERÍSTICAS GENERALESCARACTERÍSTICAS GENERALESCARACTERÍSTICAS GENERALESCARACTERÍSTICAS GENERALES

Las fundiciones grises son aleaciones hipoeutécticas que tienen una composición que varía entre 93 y 93,8% de hierro, 2,5 y 4% de carbono y 1 a 3% de siliciocarbono y 1 a 3% de silicio.

Son las mas utilizadas en la industria metalúrgica para la producción de piezas que requieran operaciones de mecanizado finales debido a que son de fácil mecanizado en todo tipo de máquinas herramientas.

Tiene un peso específico de (7-7 2) según sea la composición es muyTiene un peso específico de (7 7,2) según sea la composición, es muy fluida y tiene la propiedad de llenar bien los moldes por dilatación al solidificarse.

El l i ti l f t d l f di i iEl color gris oscuro que tienen las fracturas de las fundiciones grises se debe a la presencia en las mismas de una gran cantidad de láminas de grafito.

Su punto de fusión se encuentra entre los 1200 y 1300 ºC.

PROPIEDADESPROPIEDADESPROPIEDADESPROPIEDADESResistencia a la tracción: la fundiciíon gris tiene una carga de rotura a la tracción pequeña en torno a los 15 Kg/mm² y llega a los 30 40a la tracción pequeña, en torno a los 15 Kg/mm² y llega a los 30 , 40 y 45 kg/mm² según sea su composición. Resistencia a la comprensión esta resistencia es mayor, y para las fundiciones grises normales resulta cerca de tres veces la de lafundiciones grises normales resulta cerca de tres veces la de la tracción.Resistencia a la flexión: puesto que en la flexión las fibras del elemento quedan tensas en la parte convexa, y comprimidas en la q p , y pcóncava, la resistencia a la flexión varia según la orientacion de la sección. Resistencia al choque: Resisten muy mal los choques y son frágiles

f d f i lá tiporque no sufren deformaciones plásticas.Dureza: la dureza de la fundición gris es relativamente elevada, esta varía entre 140 a 250 Brinell según sea su composición. R i t i í i l f di ió ti i t i í iResistencia química: la fundición tiene poca resistencia química, y se deteriora con los ácidos, los álcalis y las oxidaciones. Otras propiedades: la fundición gris no es dúctil, no es maleable; se puede soldar al latón; en la soldadura oxiacetilénica y en la eléctricapuede soldar al latón; en la soldadura oxiacetilénica y en la eléctrica de arco. La fundición puede ser galvanizada en caliente, estañada y esmaltada al fuego.

CONSTITUYENTES EN LAS CONSTITUYENTES EN LAS FUNDICIONESFUNDICIONES

Grafito:Grafito: Disminuye dureza, resistencia, elasticidad, Disminuye dureza, resistencia, elasticidad, ductilidad, tenacidad, plasticidad. Aumenta la resistencia al ductilidad, tenacidad, plasticidad. Aumenta la resistencia al desgaste y a la corrosión. Mejora la maquinabilidad.desgaste y a la corrosión. Mejora la maquinabilidad.Steadita:Steadita: En las proximidades de la steadita la dureza En las proximidades de la steadita la dureza suele ser mas elevada que en otras zonas.suele ser mas elevada que en otras zonas.Ferrita:Ferrita: Ésta suele contener en disolución cantidades muy Ésta suele contener en disolución cantidades muy i t t d ili i l d i t ii t t d ili i l d i t iimportantes de silicio que elevan su dureza y resistencia.importantes de silicio que elevan su dureza y resistencia.Perlita: Perlita: DDebido a la presencia de silicio, pudiendo variar ebido a la presencia de silicio, pudiendo variar dicha cantidad, varia el porcentaje de carbono de la perlita. dicha cantidad, varia el porcentaje de carbono de la perlita. Siendo el contenido en carbono de la perlita de las Siendo el contenido en carbono de la perlita de las Siendo el contenido en carbono de la perlita de las Siendo el contenido en carbono de la perlita de las fundiciones, inferior al de los aceros.fundiciones, inferior al de los aceros.LedeburitaLedeburitaCementitaCementitaCementitaCementitaMenos frecuentes:Menos frecuentes: Sorbita, troostita, bainita, martensita, Sorbita, troostita, bainita, martensita, sulfuro de manganeso y silicatos complejos de hierro y sulfuro de manganeso y silicatos complejos de hierro y manganeso.manganeso.manganeso.manganeso.

COMPOSICIÓN DE LAS FUNDICIONESCOMPOSICIÓN DE LAS FUNDICIONESCOMPOSICIÓN DE LAS FUNDICIONES COMPOSICIÓN DE LAS FUNDICIONES DE USO MAS FRECUENTEDE USO MAS FRECUENTE

OBTENCIÓN DE LAS FUNDICIONESOBTENCIÓN DE LAS FUNDICIONESPRODUCCIÓN DE ARRABIOPRODUCCIÓN DE ARRABIO:: Se denomina Se denomina arrabioarrabio al material fundido que se obtiene en el al material fundido que se obtiene en el

Alto HornoAlto Horno mediante reducción del mineral de hierro y se utiliza como materia prima en la mediante reducción del mineral de hierro y se utiliza como materia prima en la obtención del acero Estos minerales pueden ser:obtención del acero Estos minerales pueden ser:obtención del acero. Estos minerales pueden ser:obtención del acero. Estos minerales pueden ser:Compuestos de Hierro y Oxígeno (Óxidos) como la magnetita (FeCompuestos de Hierro y Oxígeno (Óxidos) como la magnetita (Fe33 OO44).).Compuestos de Hierro, Hidrógeno y Oxígeno (hidróxidos) como la limonita (2FeCompuestos de Hierro, Hidrógeno y Oxígeno (hidróxidos) como la limonita (2Fe22 OO33 + + 3H3H22O).O).C d Hi C b O í ( b ) l id i (FC d Hi C b O í ( b ) l id i (FCompuestos de Hierro, Carbono y Oxígeno (espatos, carbonatos) como la siderita (Fe Compuestos de Hierro, Carbono y Oxígeno (espatos, carbonatos) como la siderita (Fe COCO33).).Los materiales básicos empleados para fabricar arrabio son mineral de Los materiales básicos empleados para fabricar arrabio son mineral de hierrohierroanteriormente mencionado, anteriormente mencionado, coquecoque y y calizacaliza. El . El coquecoque se quema como se quema como combustiblecombustible para para ,, qq yy qq qq ppcalentar el horno, y al arder libera calentar el horno, y al arder libera monóxido de carbonomonóxido de carbono, que se combina con los óxidos , que se combina con los óxidos de hierro del mineral y los reduce a hierro metálico. La ecuación de la reacción química de hierro del mineral y los reduce a hierro metálico. La ecuación de la reacción química fundamental de un alto horno es:fundamental de un alto horno es:

Fe2O3 + 3CO → 3CO2 + 2FeFe2O3 + 3CO → 3CO2 + 2Fe

La caliza se emplea como fuente adicional deLa caliza se emplea como fuente adicional de monóxido de carbonomonóxido de carbono y como sustanciay como sustanciaLa caliza se emplea como fuente adicional de La caliza se emplea como fuente adicional de monóxido de carbonomonóxido de carbono y como sustancia y como sustancia fundente. Este material se combina con la fundente. Este material se combina con la sílicesílice presente en el mineral (que no se funde presente en el mineral (que no se funde a las temperaturas del horno) para formar silicato de calcio, de menor punto de fusión. a las temperaturas del horno) para formar silicato de calcio, de menor punto de fusión. Sin la caliza se formaría silicato de hierro, con lo que se perdería hierro metálico. El Sin la caliza se formaría silicato de hierro, con lo que se perdería hierro metálico. El silicato de calcio y otras impurezas forman una silicato de calcio y otras impurezas forman una escoriaescoria que flota sobre el metal fundido que flota sobre el metal fundido y py p qqen la parte inferior del horno. El arrabio producido en los altos hornos tiene la siguiente en la parte inferior del horno. El arrabio producido en los altos hornos tiene la siguiente composición: un 92% de hierro, un 3 o 4% de carbono, entre 0,5 y 3% de silicio, del composición: un 92% de hierro, un 3 o 4% de carbono, entre 0,5 y 3% de silicio, del 0,25% al 2,5% de manganeso, del 0,04 al 2% de fósforo y algunas partículas de azufre.0,25% al 2,5% de manganeso, del 0,04 al 2% de fósforo y algunas partículas de azufre.

ALTO HORNOALTO HORNOEl El alto hornoalto horno es la instalación industrial dónde se transforma o es la instalación industrial dónde se transforma o

trabaja el mineral de trabaja el mineral de hierrohierro. Un alto horno típico está formado por . Un alto horno típico está formado por á íá íjj p pp p

una cápsula cilíndrica de acero de unos 30 m de alto forrada con una cápsula cilíndrica de acero de unos 30 m de alto forrada con un material no metálico y resistente al calor, como un material no metálico y resistente al calor, como asbestoasbesto o o ladrillos refractariosladrillos refractarios. El diámetro de la cápsula disminuye hacia . El diámetro de la cápsula disminuye hacia arriba y hacia abajo y es máximo en un punto situado arriba y hacia abajo y es máximo en un punto situado arriba y hacia abajo, y es máximo en un punto situado arriba y hacia abajo, y es máximo en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total. La parte aproximadamente a una cuarta parte de su altura total. La parte inferior del horno está dotada de varias aberturas tubulares inferior del horno está dotada de varias aberturas tubulares llamadas llamadas toberastoberas, por donde se fuerza el paso del aire que , por donde se fuerza el paso del aire que , p p q, p p qenciende el enciende el coquecoque. Cerca del fondo se encuentra un orificio por el . Cerca del fondo se encuentra un orificio por el que fluye el que fluye el arrabioarrabio cuando se sangra (o vacía) el alto horno. cuando se sangra (o vacía) el alto horno. Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas, hay otro Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas, hay otro agujero para retirar la escoria La parte superior del horno agujero para retirar la escoria La parte superior del horno agujero para retirar la escoria. La parte superior del horno agujero para retirar la escoria. La parte superior del horno contiene respiraderos para los gases de escape, y un par de tolvas contiene respiraderos para los gases de escape, y un par de tolvas redondas, cerradas por válvulas en forma de campana, por las que redondas, cerradas por válvulas en forma de campana, por las que se introduce el se introduce el mineral de hierromineral de hierro, el , el coquecoque y la y la calizacaliza. Una vez . Una vez b d l lí d d d d db d l lí d d d d dobtenido el acero líquido, se puede introducir en distintos tipos de obtenido el acero líquido, se puede introducir en distintos tipos de

coladura para obtener unos materiales determinados: la colada coladura para obtener unos materiales determinados: la colada convencional, de la que se obtienen productos acabados; la colada convencional, de la que se obtienen productos acabados; la colada continua de la que se obtienen trenes de laminación y continua de la que se obtienen trenes de laminación y continua, de la que se obtienen trenes de laminación y, continua, de la que se obtienen trenes de laminación y, finalmente, la colada sobre lingoteras, de la que lógicamente se finalmente, la colada sobre lingoteras, de la que lógicamente se obtienen lingotes.obtienen lingotes.

ESQUEMA DE UN ALTO HORNOESQUEMA DE UN ALTO HORNO

ENSAYO DE FLEXIÓN TRANSVERSALENSAYO DE FLEXIÓN TRANSVERSALENSAYO DE FLEXIÓN TRANSVERSALENSAYO DE FLEXIÓN TRANSVERSAL

MR = 2,546 PLD3

P = Carga total que produce por flexión la rotura de la probeta en librasen libras.

L = Separación de los apoyos en pulgada.D = Diámetro de la barra en pulgadas.D Diámetro de la barra en pulgadas.

MR = Módulo de Rotura en libras por pulgada cuadrada.

ENSAYO DE TRACCIÓNENSAYO DE TRACCIÓNENSAYO DE TRACCIÓNENSAYO DE TRACCIÓN

RESISTENCIA A LAS VIBRACIONESRESISTENCIA A LAS VIBRACIONESRESISTENCIA A LAS VIBRACIONESRESISTENCIA A LAS VIBRACIONES

APLICACIONESAPLICACIONESLa industria casi no utiliza estas fundiciones ya que La industria casi no utiliza estas fundiciones ya que yysus propiedades mecánicas son mediocres. Tienen sus propiedades mecánicas son mediocres. Tienen una gran capacidad de amortiguamiento de las una gran capacidad de amortiguamiento de las vibraciones y de ahí su utilización para las bancadasvibraciones y de ahí su utilización para las bancadasvibraciones, y de ahí su utilización para las bancadas vibraciones, y de ahí su utilización para las bancadas de las máquinas. La fundición gris, tratada de las máquinas. La fundición gris, tratada térmicamente, se utiliza para máquinas herramientas, térmicamente, se utiliza para máquinas herramientas, motores de combustión interna y otras piezas motores de combustión interna y otras piezas sometidas a vibración y desgaste. En cuanto a la sometidas a vibración y desgaste. En cuanto a la fundición gris de grafito esferoidal poseen unafundición gris de grafito esferoidal poseen unafundición gris de grafito esferoidal, poseen una fundición gris de grafito esferoidal, poseen una resistencia mecánica y una ductilidad mayor que las resistencia mecánica y una ductilidad mayor que las de las fundiciones grises usuales. La facilidad de de las fundiciones grises usuales. La facilidad de

i ió l L i i li ió l L i i lmecanización es excelente. Las principales mecanización es excelente. Las principales aplicaciones son: tubos para la conducción de agua, aplicaciones son: tubos para la conducción de agua, de gas y de petróleode gas y de petróleode gas y de petróleo. de gas y de petróleo.