DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EN LA ENERGIA Y LA MECANICACARRERA DE MECANICA

ASIGNATURA DE TENOLOGIA DE MATERIALES

Realizado por: Albuja Bruno Criollo Linker Bryan Trujillo Maldonado Jefferson

TEMA:

FUNDICIÓN GRIS

1. OBJETIVOS: Conceptualizar a la fundición gris. Definir la clasificación de la fundición gris. Analizar las propiedades de la fundición gris. Investigar las aplicaciones de la fundición gris en la industria. Identificar a la microestructura de la fundición gris.

2. FUNDICIÓN GRIS

El hierro fundido, hierro colado, más conocido como fundición gris, es un tipo de aleación, hierro-carbono.

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 micro estructurales como la naturaleza de la matriz y la forma y tamaño de las hojuelas de grafito.Se le denomina fundición gris porque el aspecto de su fractura, es de color gris. Encontrando el carbono en alto grado o en su totalidad en estado libre en forma de grafito laminar.

3. CLASIFICACIÓN DE LA FUNDICIÓN GRIS

Las fundiciones grises se pueden clasificar de varia formas, pero una de las más usuales es la clasificación por la estructura de la matriz, clasificándola en:

Fundición gris perlítica. Fundición gris ferrítica. Fundición gris ferrito-perlítica.

Fundición gris perlítica.Su estructura está formada de perlita con inclusiones de grafito. Como se sabe, la perlita contiene un 0,8 % de C, por consiguiente, esta unidad de carbono se halla en la fundición perlítica gris en estado ligado (es decir, en forma de cementita). La cantidad restante se encuentra en estado libre, o sea, en forma de grafito.

Fundición gris ferrítica.En esta fundición la matriz es ferrita y todo el carbono que hay en la aleación está en forma de grafito.

Fundición gris ferrito-perlítica.La estructura de esta fundición está formada por ferrita y perlita e inclusiones de grafito. En esta fundición la cantidad de carbono ligado es menor que el 0,8 % de Carbono.

En los Estados Unidos la clasificación más difundida para la fundición gris es la realizada por la ASTM International A48. Esta clasifica a la fundición gris dentro de clases dependiendo de su resistencia a la tracción. La unidad que se maneja son miles de libras por pulgada cuadrada (ksi), que es un múltiplo de la unidad anglosajona libra-fuerza por pulgada cuadrada (psi).Ejemplo: La fundición gris clase 20 tiene una resistencia a la tracción mínima de 20 000 psi (aproximadamente 1407,8 kg/cm 2  o 140 000 kPa). La clase 20 tiene alto carbono equivalente y una matriz ferrítica. Las

fundiciones con alta resistencia a la tracción, encima de la clase 40, tienen bajo carbono equivalente y una matriz perlítica-ferrítica. La fundición gris por encima de la clase 40 requiere de aleación para lograr el fortalecimiento de la solución sólida y de tratamiento térmico para modificar la matriz. La clase 80 es la clase más alta posible, pero es en extremo frágil. La norma ASTM A247 es también comúnmente usada para describir la estructura de grafito. Otras normas que tratan a la fundición gris son las ASTM A126, ASTM A278, y ASTM A319.En la industria automotriz la norma SAE J431 es usada para designar grados en lugar de las clases anteriores. Estos grados son una medida de la relación que existe entre la resistencia a la tracción con la dureza dada en Dureza Brinell.

4. PRINCIPALES PROPIEDADES

Aspecto: La superficie exterior en la fundición es de color gris.

Peso específico: Fundición gris = 7 a 7.2.

Temperatura de fusión: Varía con la composición promediando: Fundición gris 1200° C

Contracción: En las fundiciones grises, en las cuales en el momento de la solidificación se segregan las laminillas de grafito ( de peso específico - 2 ) con aumento de volumen de la masa, la contracción final resulta menor ( 10 por 1000); la contracción varia también según los obstáculos mayores o menores que encuentra la colada en el molde.

Resistencia a la tracción: La fundición gris tiene una carga de rotura a la tracción, de cerca de 15 Kg/mm2, llega a los 30 , 40 y 45 Kg/ mm2. La resistencia a la comprensión es mayor, y para las fundiciones grises normales resulta cerca de tres veces la de la tracción: por eso, es aconsejable someter las piezas de fundición a esfuerzos de compresión, más bien que a los de tracción.

Resistencia al choque: Las fundiciones grises, resisten no muy bien a los choque y son frágiles porque no sufren deformaciones plásticas.

Dureza: La fundición gris tiene una dureza de 140 a 250 Brinell, se puede mecanizar fácilmente, porque la viruta se desprende mejor y por la presencia de grafito liberado, que lubrica el paso de la viruta sobre el corte de la herramienta, la Viruta es siempre escamosa.

5. APLICACIONES DE LA FUNDICIÓN GRIS:

Las fundiciones grises son bastantes utilizada en aplicaciones como: Bases o pedestales para máquinas. Herramientas. Bastidores para maquinaria pesada Bloques de cilindros para motores de

vehículos. Discos de frenos. Herramientas agrícolas

6. MICROESTRUCTURA

La mayoría de las fundiciones grises son aleaciones hipoeutécticas que contienen entre 2,5 y 4% de carbono. El proceso de grafitización se realiza con mayor facilidad si el contenido de carbono es elevado, las temperaturas elevadas y si la cantidad de elementos grafitizantes presentes, especialmente el silicio, es la adecuada.

Para que grafiticen la cementita eutéctica y la proeutectoide, aunque no la eutectoide, y así obtener una estructura final perlítica hay que controlar cuidadosamente el contenido de silicio y la velocidad de enfriamiento.

El grafito adopta la forma de numerosas laminillas curvadas, que son las que proporcionan a la fundición gris su característica fractura grisácea o negruzca. 

Si la composición y la velocidad de enfriamiento son tales que la cementita eutectoide también se grafitiza presentará entonces una estructura totalmente ferrítica. Por el contrario, si se impide la grafitización de la cementita eutectoide, la matriz será totalmente perlítica. La fundición gris constituida por mezcla de grafito y ferrita es la más blanda y la que menor resistencia mecánica presenta; la resistencia a la tracción y la dureza aumentan con la cantidad de carbono combinada que existe, alcanzando su valor máximo en la fundición gris perlítica.

Las figuras muestran la microestructura de una fundición gris cuya matriz es totalmente perlítica. Además, en la micrografía a 200 aumentos se observan como unos granos blancos, los cuales resueltos a mayores aumentos son, en realidad, esteadita.

La mayoría de las fundiciones contienen fósforo procedente del mineral de hierro en cantidades variables entre 0,10 y 0,90%, el cual se combina en su mayor parte con el hierro formando fosfuro de hierro (Fe3P). Este fosfuro forma un eutéctico ternario con la cementita y la austenita (a temperatura ambiente) conocida como esteatita, la cual es uno de los constituyentes normales de las fundiciones. La esteadita, por sus propiedades físicas, debe

controlarse con todo cuidado para obtener unas características mecánicas óptimas.

1. CONCLUSIONES:

La fundición en gris se denomina así por su composición de alto grado de carbono en forma de grafito.

Se clasifica a la fundición gris en perlítica, ferrítica o perlítica - ferrítica.

Es un material muy resistente a la tracción., pero a la vez es frágil y no tiene una buena resistencia al impacto.

Su principal uso en la industria es para bases, bastidores, y pedestales de maquinarias.

En una micrografía es identificada su microestructura por su característica de tener fractura grisácea o negruzca

BIBLIOGRAFIA:

www.matweb.com

http://www.esi2.us.es/IMM2/Pract-html/y2.html

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

http://www.ecured.cu/Fundici%C3%B3n_gris