Estudio sobre las características, producción y propiedades de las fundiciones de hierro

Abstract

Las fundiciones de fierro son un grupo de aleaciones constituidas esencialmente de fierro y de carbono, que contiene accesoriamente silicio, manganeso y otros elementos, donde el tenor en carbono es siempre lo suficientemente elevado para que la solidificación se lleve en el punto eutéctico E (diagrama 1-1). Las fundiciones como los aceros son aleaciones de fierro con algunas impurezas. Los dos elementos principales pueden existir al estado libre o formar entre sí, combinaciones químicas de composición definida (cementita o carburo de fierro Fe3C). Las aleaciones ferrosas pueden dar eutécticos a determinadas composiciones y compuestos y producir soluciones sólidas. Los factores metalúrgicos que intervienen son de una-parte los estados físicos del fierro que existen sobre dos formas alotrópicas principales: el fierro α y el fierro ϒ; de otra parte, la velocidad de enfriamiento de la fundición y las proporciones relativas de cada uno de los elementos presentes. El fierro α cristaliza en el sistema cúbico de cuerpo centrado, donde los átomos se depositan en los ocho vértices del cubo y un noveno ocupa el centro. Es magnético y disuelve solamente un poco de carbono en las fundiciones y se transforma a 725°C en fierro); el fierro cristaliza en el sistema cúbico de cara centrada donde los átomos están dispuestos en los ocho vértices del cubo y en el centro de cada una de las seis caras. No es magnético y puede disolver-hasta 1.7 % de carbono. El fierro y el carbono se presentan en los siguientes constituyentes: a) Como elementos-libres (grafito) b) Como combinaciones químicas de composición fija (cementita) c) Como soluciones sólidas de composición variable (austenita) d) Como mezclas eutectoides (perlita) La naturaleza y las proporciones de estos constituyentes confieren a la fundición propiedades bien determinadas. Se hace la clasificación de las fundiciones, en función de la presencia o la ausencia de grafito, de su forma y de la tendencia micrográfica de la matriz. Estos constituyentes, se ponen en evidencia por el análisis micrográfico, que consiste en examinar por reflexión en un microscopio la superficie pulida del metal. Mientras que el grafito aparece sin ataque en sus diferentes formas. Los otros constituyentes se revelan por un ataque con un reactivo ácido (nital) o uno alcalino (picrato de sodio) que los colorea más o menos.