13/03/2012

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DIAGRAMA HIERRO CARBONO – ACEROS Y FUNDICIONES

UNIVERSIDAD DE ORIENTEDEPARTAMENTO DE MECÁNICA

CÁTEDRA: ELEMENTOS DE METALURGIA

DIAGRAMA HIERRO CARBONO‐ ACEROS Y FUNDICIONES

Abril 2011

FUNDICIONES

FACILITADORES:

PROF. YAMILE LARA

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FUNDICIONES FERROSAS

También llamadas hierros colados

Son aleaciones de:

Hierro (Fe)

Generalmente contienen:

Manganeso (Mn)

Su contenido de carbono (C) está

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Carbono (C)

Silicio (Si)

Fósforo (P)

Azufre (S)

Su contenido de carbono (C) está entre 2 y 4,5% 

Su contenido de silicio (Si) puede  estar entre 0,5 y 3%.

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Adquieren su forma definitiva directamente porcolada, es decir, nunca son sometidas a procesos dedeformación plástica ni en frío ni en caliente.

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES

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En general, no son dúctiles ni maleables yno pueden forjarse ni laminarse

Las fundiciones son, en general, mucho másfáciles de mecanizar que los aceros

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En comparación con los aceros y aleacionesno ferrosas son más económicas

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES

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Se pueden fabricar con relativa facilidad piezasde grandes y pequeñas dimensiones y tambiénde complicada geometría

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Sus temperaturas de fusión son bastante bajasy por lo tanto fácil de conseguir para que pasena estado líquido con gran fluidez

RechupeRechupe

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES

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Tienen baja tendencia a la formación derechupes

Su fabricación exige menos precauciones técnicas que la del acero

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Para numerosos elementos de motores, maquinarias, entre otros, son suficienteslas características mecánicas que poseen las fundiciones:

* Elevada resistencia mecánica * Resistencia a la compresión paramuchas aplicaciones

F

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* Buena resistencia al desgaste *Absorben muy bien (mucho mejor que el acero)las vibraciones, a que a veces están sometidas

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CLASIFICACIÓN DE LAS FUNDICIONESCLASIFICACIÓN DE LAS FUNDICIONES

Según el color de Según el color de  Según el tratamientoSegún el tratamiento Según la cantidadSegún la cantidad

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su fracturasu fractura aplicadoaplicado de elementosde elementosaleantesaleantes

Fundición blancaFundición blanca

Fundición grisFundición gris

Fundición moteada/Fundición moteada/atruchadaatruchada

FundiciónFundiciónnodularnodular

Fundición Fundición maleablemaleable

Fundición ordinariaFundición ordinaria

Fundición aleadaFundición aleada

En la coladaEn la colada

Por tratamientoPor tratamientotérmicotérmico

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%C: 2,5‐2,65. Contiene poco silicio (<1%)

%C: 2,5‐4%Si: 1,5‐3,5

%Si: 0,6‐1,5

CementitaCementita

Hojuelasde grafito

CementitaHojuelas de

grafito

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Según su fracturaSegún su fractura

Fundición blancaFundición blanca Fundición moteada/Fundición moteada/atruchadaatruchada

Solidifica según el sistema Fe‐Fe3C

Casi todo el carbonoestá enlazado en la cementita (Fe3C)

Su fractura es decolor blanco

Solidifica según elsistema Fe‐C 

No contiene Fe3C.El grafito se encuentra

libre en forma deláminas o escamas

Su fractura es decolor gris o negro

Fundición grisFundición gris

Solidifica parcialmentesegún el sistema Fe‐C y

el sistema Fe‐Fe3C

Contiene grafito ycementita (Fe3C)

Su fractura es decolor oscuro

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Posee alta resistencia a la tracción y alta tenacidad La mayoría del carbono se

Nódulos de grafito

Carbono derevenido

(nódulos irregulares)

Abril 2011Según el tratamientoSegún el tratamiento

aplicadoaplicado

Fundición nodularFundición nodular Fundición maleableFundición maleable

Se produce tratando elhierro líquido con

Mg y Ce

El grafito crece en forma esferoidal

en forma compacta

tracción y alta tenacidad,mayor que la fundición grisordinaria y la maleable

Se obtiene tratando térmicamentede forma prolongada a la

fundición blanca

La cementita (Fe3C) se descompone para formarpartículas redondeadas

de forma irregular

La mayoría del carbono seencuentra sin combinar

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Contiene aparte del carbono,Silicio, manganeso, fósforo

f

%Si: 0,5‐3,5%Mn< 1,2%P<0,8%S<0,2

Contiene mayores contenidode silicio y manganeso 

También elementos especialesComo Ni, Cr, Al, Mo, V, Ti, Sb y Sn

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Según la cantidadSegún la cantidadde elementosde elementos

aleantesaleantes

Fundición ordinariaFundición ordinaria Fundición aleadaFundición aleada

y azufre

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FUNDICIONESASIGNACIÓN.1. Explique el diagrama Fe‐C (Estable).2. Cómo es el proceso de grafitación?3. Sobre que propiedades ejercen mayor influencia las

inclusiones de grafito de forma laminar que desempeñan el

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inclusiones de grafito de forma laminar, que desempeñan elpapel de grietas e incisiones agudas dentro del metal?

4. Explique la influencia de las impurezas sobre las fundiciones?5. Explique la influencia de la velocidad de enfriamiento sobre

las fundiciones6. Explique las diferentes formas en que se puede encontrar el

grafito en las fundiciones y dibújelas.