Resumen La producción de hierro nodular

8/13/2019 Resumen La produccin de hierro nodular

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La produccin de hierro gris, uno de los materiales mas antiguos utilizados por el hombre, fuehasta el final del siglo pasado, basado en una experiencia totalmente emprica.Su micro estructura determinada resulta ser una mezcla de acero (Fe3C+ Fe) y grafito, el cual sepresentaba en forma de hojuelas, y en la matriz metlica se observaban algunos contenidos deperlita, ferrita, y en ocasiones carburo frrico (Fe3C) adems de algunos inclusiones de

elementos no metlicos, y otro componente estructural del hierro gris, el fosfito frrico (Fe3P). Lapresencia combinada de las hojuelas de grafito y del duro, pero frgil carburo frrico y el fsforodan a esta frgil aleacin, un mximo de elongacin en un rango de 0.1 a 0.5 % y una resistenciaa la tensin baja, normalmente entre 15.000 y 50.000 psi. La observacin del grafito esferoidalen las aleaciones maleables ha sido posible solo gracias al desarrollo de los microscopios. Es unhecho que el grafito esferoidal esta presente en la naturaleza y se forma de manera natural comose puede observar en algunas rocas eutcticas como la pigmetita. A mediados de los aos 30del siglo pasado fue reportado y observada la presencia de formaciones de grafito esferoidal enlas fundiciones de hierro, de hecho el grafito esferoidal ha estado presente desde que el hombreproduce hierro gris.En los aos 20 K.V Kerplely reporto que al sobrecalentar la colada para obtener hierro gris en un

horno bsico de arco directo bajo una escoria altamente bsica produjo un hierro gris con unaresistencia a tensin de 56.000 psi y con un porcentaje de elongacin del 3 al 4 %, esta aleacinfue una muy grande aproximacin al hierro dctil. En 1936 una fundicin de hierro con unacompleta esferoidizacion del grafito fue presentada como curiosidad en el sexto congreso defundicin en Dusseldorf Alemania, y desde ah empez la carrera para la produccin de lafundicin de hierro esferoidal.El trabajo en Aachen-Alemania realizado entre los aos 1937 a 1948, dieron como consecuencia3 valiosas conclusiones para la obtencin del hierro dctil o esferoidal. Obtener una estructura eutectica o hipereutectica de carbn equivalente (CE). Sobrecalentar la colada en un horno elctrico con una carga de escoria bsica y con un

contenido de azufre que no exceda el 0.008% Una alta tasa de enfriamiento de la colada.

La bsqueda en la Asociacin Britnica de investigacin del Hierro Fundido presuntamentecomenzaron tambin a los finales de los 30 cubriendo no solamente al hierro (Fe), Silicio (Si)sino que tambin los sistemas del Nquel (Ni)-C y el cobalto (Co)-C.La combinacin de alto enfriamiento e inoculacin con Calcio-Silicio llevo hacia la precipitacindel grafito esferoidal en las aleaciones de Ni y Co.Despus se descubri que la adicin del Cerio (Ce) produca grafito esferoidal en todos lossistemas probados, el contenido de azufre fue muy bajo.Tanto el proceso alemn y el Britnico tenan sus desventajas en cuanto a la produccin

comercial dado que el sistema alemn requiere un horno elctrico para la fundicin y un grancontrol sobre las tasas de enfriamiento de la colada.El proceso ms prctico de los britnicos, estaba limitado a los hierros hipereutecticos, lo querepresentaba cierto tipo de restriccin para la mayora de los productores de fundicin.La investigacin acerca de los efectos de la adicin del magnesio en las fundiciones de hierro,empezaron en 1942 en el Laboratorio Internacional de Investigacin del Nkel Co, Inc en NewJersey, con el objetivo de remplazar el cromo con el magnesio como un estabilizador decarburos en la resistencia a la abrasin de los hierros blancos martensticos.Luego estas investigaciones se extendieron hasta las fundiciones del hierro gris.


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Principales propiedades de las fundicionesLas fundiciones presentan las siguientes propiedades entre otras:

Las piezas en fundicin son, en general ms baratas que las de acero (material ms comn enlos talleres, fbricas de maquinaria, motores, instalaciones, etc.), adems de que su fabricacines ms sencilla al emplearse instalaciones menos costosas y realizarse la fusin a temperaturas

ms bajas que las que corresponden al acero. Las fundiciones son, en general, mucho ms fciles de mecanizar que los aceros. Se pueden fabricar con relativa facilidad piezas de muy grandes dimensiones y tambin piezas

pequeas y complicadas, obtenindolas con gran precisin de formas y medidas, siendo ademsen ellas mucho menos frecuentes la aparicin de zonas porosas que en las fabricadas con acerofundido.

La resistencia a la compresin de las fundiciones vara desde 490 a 980 MPa y su resistencia ala tensin puede variar de 117 a 880 MPa por lo que son utilizadas para la fabricacin de varioselementos de maquinaria.

Absorben las vibraciones de mejor manera que el acero y presentan buena resistencia aldesgaste.

La temperatura de fusin de las fundiciones son relativamente bajas por lo que en general sepueden conseguir temperaturas en las cuales presentan gran fluidez lo que facilita el colado y lafabricacin de piezas.

Existen cuatro grandes grupos que son, fundicin blanca, fundicin gris, fundicin atruchada ymaleable y se clasificaron de esta manera por la fractura que presentan.

Fundicin grisDe todas los matrices para fundicin, el hierro gris es el que ms comnmente se usa debido asu costo relativamente bajo, la facilidad de ser fundido o colacin en grandes cantidades y a sufcil maquinado. Las principales objeciones son: su fragilidad y su baja resistencia a la tensin.

Este material no se suelda con facilidad debido a que puede agrietarse.El Hierro Gris tiene entre 2.5 y 4% de Carbn y de 1 a 3% de Silicio.Las fundiciones de Hierro Gris son dbiles, con esfuerzos de tensin ltima del orden de 150 a400 MPa y no presentan practicamente ninguna capacidad de deformacin.

Fundicin blancaSi todo el carbono en un hierro de fundicin est en forma de cementita y perlita sin que hayagrafito, la estructura resultante se conoce como hierro colado blanco. Se puede producir en dosvariedades y uno u otro mtodo dan por resultado un metal con grandes cantidades decementita, y as el producto ser muy frgil y duro para el maquinado, pero tambin muyresistente al desgaste.El Hierro Blanco, contiene entre 2 y 3.3% de carbn.

Fundicin maleableSi el hierro fundido blanco se somete a un proceso de recocido, el producto se le llama hierrocolado maleable. Un hierro maleable de buena clase puede tener una resistencia a la tensinmayor que 350 Mpa., con una elongacin de hasta el 18%. Debido al tiempo que se requierepara el recocido, el hierro maleable necesariamente es ms costoso que el gris.

Hierros colados de aleacinEl nquel, el cromo y el molibdeno son los elementos de aleacin ms utilizados con el hierro

fundido. El nquel aumenta la resistencia y la densidad, mejora la resistencia al desgaste.Cuando se agrega cromo y nquel, la dureza y la resistencia mejoran sin que haya reduccin en


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la maquinabilidad. El molibdeno aumenta la rigidez, la dureza y la resistencia a la tensin y alimpacto.

Fundicin atruchadaSon fundiciones en la que parte del carbono se encuentra combinado formando cementita y parte

libre del grafito. A este grupo pertenece la mayora de las fundiciones y utilizan normalmente comoson las fundiciones grises, atruchadas, perlticas.

Aceros para fundicinLa ventaja del proceso de colado es que piezas con formas complejas se pueden fabricar a uncosto menor que por otros medios. Los mismos elementos de aleacin que se utilizan en acerospara forja se emplean con los aceros para fundicin, a fin de mejorar la resistencia y otraspropiedades mecnicas. Las piezas de acero fundido tambin pueden ser tratadas trmicamentea fin de modificar las propiedades mecnicas y, a diferencia de los hierros fundidos, pueden sersoldadas.

Fundiciones aleadasSe denominan fundiciones aleadas a aquellas que se les ha agregado aleaciones y dentro de sucomposicin se encuentra Ni, Cr, Mn, Cu etc. en porcentajes suficientes que logren cambiar laspropiedades mecnicas. Hay elementos que se disuelven en la ferrita, logran endurecerla yaumentar la resistencia mecnica a la traccin estos son silicio, cobre, nquel y el aluminio, esteultimo presenta problemas, su adicin causa un fenmeno de volcn y salpica con violencia porla baja temperatura de fusin del aluminio. El cromo, manganeso y molibdeno tienden a aglutinarel carbono y forman carburo, los mismos que al enfriarse formaran fundiciones blancas.

El silicio al ser introducido en la fundicin desplaza los puntos eutcticos hacia la izquierda yhacia arriba la temperatura eutectoide.

El nquel y cromo desplazan los puntos eutcticos hacia la izquierda y la temperatura baja.El manganeso desplaza los puntos hacia la derecha y hacia arriba.Todos los aleantes mencionados desplazan el punto eutectoide hacia la izquierda en la grficahierro carbono.

Fundiciones EspecialesFundiciones Grises acicularesEstas fundiciones tienen resistencias que varan desde 392 a 588 Mpa lo que resulta mselevado que otro tipo de fundiciones grises. Debido a que su matriz es acicular de tipo baintico ylminas de grafito. Son fciles de mecanizar, su resistencia al desgaste es elevada, posee unaalta tenacidad y resistencia al choque en comparacin de la fundicin gris.

Fundiciones InoculadasSon aquellas en las que se introduce en el metal fundido un elemento que es una especie decatalizador que favorece la formacin de una estructura perltica en lugar de cementita. Losmateriales inyectados son siliciuro de calcio o el ferrosilicio con ms del 50% de este. Lasfundiciones as inoculadas presentan grafito libre microforme.

Hierro colado dctil o nodularSe combinan las propiedades dctiles del hierro maleable y la facilidad de fundicin y maquinadodel gris, y que al mismo tiempo poseyera estas propiedades despus del colado. El hierro coladodctil es esencialmente el mismo hierro maleable, sin embargo, el hierro dctil se obtieneagregando magnesio al metal fundido.


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El hierro dctil tiene un alto mdulo de elasticidad (de 172 GPa). El hierro nodular posee unaresistencia a la compresin que es mayor que la resistencia a la tensin, aunque la diferencia noes tan grande. Su intervalo de aplicaciones resulta utilizable en piezas de fundicin querequieran resistencia a cargas de choque o impacto.

MICROESTRUCTURAS DEL GRAFITO ESFEROIDALTamao del grafito (tamao del ndulo)La clase del tamao est designado por medio de un numeral, del 1 al 8. Los nmerosrepresentan la mxima dimensin (en mm) de tipo I y II ndulos medidos en un micrgrafo en100 magnificaciones (x 100). A menudo, ms de un tamao puede estar presente en el mismomicrgrafo, en tal caso, los tamaos pueden ser presentados como porcentajes del rea totalmostrada del grafito, o ms comnmente, indicando los tamaos ms predominantes con lapresencia de algunos ndulos de diferentes tamaos.Forma del Grafito (tipos de ndulo)Los tipos de forma del Grafito son designados por nmeros romanos.Los tipos de ndulos se presentan mediante el escaneo de la muestra en unas micrografas (x

100) y las formas del grafito concuerdan muy cercanamente con las formas tipo.Los porcentajes de cualquiera de los dos son estimados visualmente, o contadosindividualmente, la suma de los porcentajes nos tiene que dar 100.Cantidad de Grafito (conteo de ndulos)El conteo de los ndulos est expresado en nmero de ndulos por milmetro cuadrado.La estimacin manual consiste en el conteo de partculas en un microscopio con una mallasuperpuesta y visualmente comparar esta con la estndar seleccionada.Resultados ms exactos son obtenidos mediante un microscopio de anlisis de imagen.

Anomalas en las formas de GrafitoGrafito Alineado

Son distintas hileras de ndulos del grafito se forman en largas dendritas que pueden causar lareduccin de las propiedades mecnicas.Nucleacin pobre y altas temperaturas pueden causar este tipo de deformaciones.Grafito AglomeradoSon agrupaciones o racimos de ndulos, generalmente comprendan ndulos de tamaopequeo en campos sobre inoculados. A veces asociado con puntos brillantes/duros deinoculaciones no disueltas vistas en superficies maquinadas.Flotacin de CarbnEs cuando grafito que se encuentra libre se forma previamente a la solidificacin en hierrohipereutectico y flota al tope de la fundicin (o hacia dentro de la superficie en fundicionescentrfugas) cuando la fundicin se solidifica.Grafito CompactadoEs una forma intermedia de grafito caracterizado por ser corto, pequeos y gruesos elementosinterconectados con extremos redondos. El Vermicular es similar en apariencia.Grafito en forma de huella de cangrejoEs una forma degenerada del grafito nodular (causada por el magnesio sobretratado y/oelementos subversivos) caracterizados por ndulos deformados con extensiones o elementosgruesos, parecindose a las patas de cangrejo.Grafito ExplotadoEs una forma de grafito encontrado usualmente en la parte superior de las superficies de lasfundiciones, en secciones pesadas, hierros hipereutcticos con altos residuos de magnesio.

Tambin por inoculacin pesada/tarde. Agravada por cantidades excesivas de tierras extraas.


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Formas de Grafito en hierro nodularPuede estar presente como una capa en la superficie o como (islas de gris) inmersas en lafundicin. Generalmente atribuidas a la interfase de reacciones al azufre molde-metal, osalpicaduras de metal sin tratamiento en la cavidad del molde.Grafito Irregular

Son deformaciones de los ndulos asociados con la falta del agente nodulizante o tardapostinoculacin. Excesivo cerio y sobretratamiento pueden tambin causar deformaciones en losndulos. Trabajo mecnico (en fro o caliente) puede cambiar la forma de los ndulos.Grafito NodularEs redondo, esferoidal de grafito creado por tratamiento de una base de hierro de bajo azufre pormedio de agentes nodulizantes.Grafito SecundarioSon partculas de grafito que se forman despus de la solidificacin por precipitacin de carbnpreviamente combinado. Esto puede ser visto en tratamientos del hierro o en fundicioneslentamente enfriadas lo suficiente. El grafito secundario puede formar una esfera concntricarodeando a los ndulos primarios (u originales).

Grafito ImpecableSon ndulos con uno o ms sobresalientes, similar a la de grafito en forma de cangrejo.Grafito VermicularEs una forma degenerada del grafito constituido de gruesas formas de gusanos redondeados,usualmente resultantes de los bajos residuos de magnesio. Similar en apariencia al grafitocompacto.

LOS PROCEDIMIENTOS PARA LA OBTENCIN DE HIERRO NODULAREl hierro nodular fue desarrollado en la dcada de los aos 40. Es referido a veces como hierrodctil o hierro de grafito esferoidal. En la dcada de los aos 50 el hierro nodular tuvo unfenomenal incremento de nueve veces en su uso como un material de ingeniera. Sus

propiedades son una combinacin inusual debido a que su grafito en forma de esferoides mejorala resistencia a la traccin as como una mayor deformacin en comparacin con los flculospresentes en el hierro gris El modo de solidificacin es obtenido por la adicin de una pequeapero especifica cantidad de magnesio en el hierro lquido de composicin apropiada. El hierrobase es severamente restringido en los contenidos de aleantes, los cuales pueden interferir en laformacin del grafito esferoidal. El magnesio reacciona con el azufre y oxgeno en el hierrolquido y cambia la manera en que se forma el grafito. El alto contenido de carbono y silicio en elhierro nodular proporciona ventajas en los procesos de fundicin. El hierro nodular 100- 70-03por ejemplo muestra una relacin lineal esfuerzo - deformacin considerando la resistencia a larotura de 689 MPa y la resistencia a la fluencia de 483 MPa, adems un porcentaje deelongacin del 3% aproximadamente. Las diferentes clases de hierro nodular son producidascontrolando la matriz alrededor del grafito en la fundicin o por un subsecuente tratamientotrmico. Existen solamente diferencias menores en la composicin entre las clases regulares, yestos ajustes son hechos para promover la matriz deseada. Se pueden aadir aleantes al hierronodular para ayudar en el control de la matriz en la fundicin o para proporcionar ciertasrespuestas a los tratamientos trmicos.

DESULFURACINEl obtener un contenido de azufre inferior al 0.02% en el metal lquido es una necesidad bsicapara la esferoidizacin del grafito. Por esta razn resulta muy beneficioso un tratamiento dedesulfuracin previo al tratamiento de nodulizacin cuando el contenido de azufre en el hierro

base es demasiado alto. El magnesio como otros elementos nodulizantes reaccionaninmediatamente con el azufre y forman compuestos mas estables que el sulfuro de manganeso


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(MnS), es decir, que el elemento nodulizante podr ser utilizado como un agente desulfurante.Los beneficios de la desulfuracin en el hierro lquido base son: reduccin de la tendencia alendurecimiento superficial del hierro, y reduccin de la cantidad de magnesio necesaria paraobtencin del hierro nodular. Para remover el contenido de azufre se pueden utilizar uno de lossiguientes mtodos:

a) Adicin de carburo de calcio (CaC2).b) Adicin de sosa calcinada (Na2CO3).c) Adicin de caliza (carbonato de calcio, CaCO3).d) Adicin de cal quemada (CaO).e) Adicin de sosa custica (NaOH).

Una vez realizada la desulfuracin es conveniente inducir el contenido de azufre a un nivel bajo,en la vecindad del 0,01 %. Esto se debe a que el azufre no es necesario para la esferoidizacindel grafito y mientras mas bajo es el contenido de azufre en el hierro base, es mejor. Esto sinembargo ha sido el asunto de mucha controversia sin resolver. El carburo de calcio puededesulfurar hasta cualquier nivel deseado, adems favorece las propiedades mecnicas del hierro

colado y su costo no es excesivo.

Factores que influyen en la desulfuracinLos factores que tienen mayor importancia son:a) Temperatura de tratamiento.b) Tipo de recipiente empleado.c) Tiempo de contacto entre el agente desulfurante y metal lquido.d) Cantidad de azufre en el hierro antes de desulfurar.e) Forma de adicin del desulfurante.f) Tamao de la partcula del desulfurante.

Cantidad de desulfuranteLa reaccin qumica del S removido con el desulfurante escogido (CaC2) se puede describir as:CaC2+ S CaS + 2C En teora, para remover 0.1% de S tan solo 0.2% de CaC2 sonnecesarios. Puesto que parte del desintegrado CaC2formar CaO en vez de CaS y se disolveren la escoria, de 5 a 10 veces de la cantidad terica deben ser utilizados, es decir de 1 a 2%.

NODULIZACINEl propsito del tratamiento de esferoidizacin o nodulizacin es el de cambiar la composicinqumica y las condiciones fsicas del metal de tal manera que despus de un tratamiento deinoculacin el grafito precipite en forma de esferoidesEsta definicin implica que el tratamiento debe ser seguido por una inoculacin. En algunasocasiones el hierro es nodulizado y colado sin inoculacin. Diversos elementos son capaces deesferoidizar el grafito. De estos elementos el Mg es el nico comercialmente prctico, pero comose expondr posteriormente la adicin de Mg esta casi siempre acompaada por la adicin deotro u otros elementos esferoidizantes. Es apropiado comentar ahora sobre la prctica referidaen cuanto a precondiciones. Un primer tratamiento para esferoidizar es desulfurar. Otranecesidad es la tener la condicin fsica adecuada en el metal lquido para la provisin dencleos en los cuales precipitar el grafito. No existe evidencia prctica o experimental paraprobar cual accin es la que ocurre. Si una precondicin ayuda al tratamiento de esferoidizacin,tal como adicionar Ca-Si o tierras raras, esto deber ser considerado parte del proceso detratamiento. Los cambios en la composicin qumica del metal lquido tratado con Mg suceden

bsicamente en tres caminos: Reduccin de contenido de azufre (S) por abajo del 0.02%


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Reduccin del contenido comn de oxgeno (02) de 100 a 130 ppm aaproximadamente 30 ppm (0.003%)

Retencin de contenido de magnesio (Mg) de al menos 0.02%, comnmente entre0.03 y 0.05%

Introducir una adecuada cantidad de Mg no es trabajo fcil. El Mg esta en ebullicin a cualquiertemperatura del hierro lquido. Es decir que el Mg estar en ebullicin alrededor de los 1480C(2700F) y para evitar esto hay que tener una presin alrededor de 13 veces la de la atmsfera(cerca de 200 Psi). Sin embargo el Mg en contacto con el aire se quema violentamente formandoMgO. Los esfuerzos para vencer esta dificultad han sido encaminados de tres maneras. Una esla de desarrollar aleaciones dominantes en el contenido de Mg que al aadir al hierro lquidominimiza la violencia de la evaporacin y quemado del Mg. Otra ha sido la de desarrollartcnicas de tratamiento con el mismo fin anterior, y por ltimo la de utilizar elementos con puntode ebullicin a presin atmosfrica mucho ms alta que la del Mg (por ejemplo Ca, Ce, Y).

Recuperacin de magnesio

Es muy importante que el tratamiento de nodulizacin deje en el producto final contenidosresiduales de Mg. El Mg aadido en el tratamiento, parte es consumido por el S y parte se pierdeen la reaccin al ser introducido en el metal lquido. La diferencia de Mg, dada en porcentajesirve para calcular la recuperacin de Mg, la misma que esta influenciada por algunas variables,entre las que se pueden citar:

Composicin qumica del metal base. Concentracin de Mg en el nodulizante. Cantidad de nodulizante. Tamao del nodulizante. Mtodo de adicin del nodulizante. Temperatura de tratamiento.

En general, se obtienen recuperaciones mas bajas de Mg para temperaturas ms altas denodulizacin. En cambio, se obtienen recuperaciones ms altas, cuando se utilizan aleacionesde menor concentracin de Mg.

Desvanecimiento del efecto de nodulizacinEl Mg tiene baja solubilidad en el hierro lquido y es altamente reactivo. Por esta razones, elcontenido de Mg residual baja con el tiempo.El desvanecimiento se manifiesta por el aparecimiento de estructuras laminares de grafito, ocomo un decrecimiento de la cantidad de ndulos y deterioramiento de la forma de los esferoidesen la fundicin obtenida. En realidad, lo anterior es el resultado tanto del desvanecimiento delefecto esferoidizante como del inoculante, efectos que en la prctica estn ntimamenterelacionados. Resultados de diferentes investigaciones indican que este desvanecimiento es unfenmeno complicado. La manera ms simple de explicarlo es aceptando la prdida de Mg poroxidacin o por combinacin con el S. Las reacciones correspondientes pueden ser tan sencillascomo:Mg + O MgOMg + S MgSO considerando la relativa estabilidad de estos compuestos, una reaccin ms probable es:Mg+O+S Mg+SSi la fuente del O2es un xido, slice por ejemplo, las reacciones correspondientes son:

2Mg +SiO2Si + 2MgO, y2MgS + SiO2Si + 2MgO + S


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Lo que est bien establecido es que la velocidad del desvanecimiento es influenciada por: Contenido inicial de Mg; mientras mayor, ms rpido es el desvanecimiento. La temperatura; mientras ms alta, ms rpido es el desvanecimiento. La remocin de la escoria; mientras ms rpido mejor. El tipo de refractario del horno; el peor cido, el mejor bsico.

Generalmente la prdida de Mg se produce durante el manejo y el .colado del hierro tratado, porlo que se deben tomar las precauciones necesarias para prevenir esta situacin. Bajocondiciones normales, el metal tratado pierde 0.001% de Mg por minuto.

Tipos de nodulizantes a base de magnesioLos nodulizantes a base de Mg se han desarrollado en dos tipos: en estado elemental, yaleados. Los primeros requieren mtodos sofisticados para su uso. Los nodulizantes aleadosms ampliamente usados se han desarrollado en una gran variedad, siendo los mas utilizadoslos a base de Ni y los a base de Si. Los nodulizantes en base a Ni para la produccin de hierronodular tienen la composicin qumica que se presenta en la Tabla 2.4, esta composicin es lamas generalizada. Las aleaciones 1 y 2 por su alto contenido de Mg producen una violenta

reaccin presentando problemas en el proceso. Con una tecnologa adecuada se logranrecuperaciones de Mg que frecuentemente superan el 50%.

Cantidad de aleacin nodulizanteEn todos los mtodos de tratamiento del hierro con magnesio, es esencial la medida exacta delpeso de metal a tratar y la cantidad de magnesio que vaya a aadir. El contenido de azufre inicialdel hierro y la temperatura del tratamiento tambin se deben conocer porque ellos influyen en elcontenido final del magnesio.El sulfuro de magnesio producido por las reacciones entre el magnesio y el metal lo encontramosen la parte superior de la cuchara en forma de escoria y est se quita desnatando o por uso deun cuchara de tipo especial.

Durante el tratamiento con el magnesio, hay normalmente una disminucin de la temperatura demetal de 35 a 50C

INOCULACINMetalrgicamente, la inoculacin provee en el metal lquido semillas (ncleos) que ayudan en laformacin de los nacientes cristales metlicos que luego crecern al seguir enfrindose. Lanucleacin pueden ser finalmente cristales dispersos del mismo metal u otro metal extraoapropiado. Puesto que ninguna de las partculas diminutas de Si o grafito puro se conocen parainocular grafito nodular, es mas probable que los ncleos para grafito esferoidal sean de tipoextrao a estos. Existe alguna evidencia que partculas diminutas de SiO2pueden jugar un papelimportante en la nucleacin del grafito.El hierro tratado con Mg, pero sin inoculacin, usualmente se enfra y forma solamente un pocode pobres formas esferoidales y grandes cantidades de carburo masivo. Cuando la aleacin detratamiento, sin embargo, contiene elementos que son agentes nucleantes, la estructuramicroscpica puede darse completamente graftica y ser aceptable sin inoculacin. Una aleacinde tratamiento de este tipo esta disponible comercialmente y contiene alrededor del 45 al 50% deSi y 5% de Ba, este ltimo es un inoculante activo. El contenido de Mg puede ser seleccionadotambin al nivel 5 o 9%, la misma aleacin esta tambin ofertada en un 0.5 a 1% de carburo debario (Ba4C). El boro en pequeas cantidades es tambin un buen inoculante y puede ser laalternativa para usar una nica aleacin. La alternativa de usar una aleacin simple es paramezclar la aleacin a base de Mg con el inoculante y ejecutar la accin del tratamiento de Mg e

inoculacin conjuntamente. Al contrario de las opiniones actuales, ha sido establecido que laeficiencia de tal inoculacin no es inferior a la ejecutada despus del tratamiento de Mg,


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proveyendo que la temperatura de inoculacin es la misma. En el proceso tradicional, lainoculacin es un tratamiento posterior, la temperatura de inoculacin es mucho ms baja que lade tratamiento con Mg. Si la temperatura de tratamiento es reducida a la de inoculacin en elproceso tradicional, el tratamiento e inoculacin pueden ser hechas conjuntamente.Naturalmente, se puede pensar que una baja temperatura de tratamiento podra tambin resultar

en una baja temperatura de colado pero este no es el caso necesariamente. La mayor causa deprdidas de temperatura parece ser el movimiento en la cuchara misma y no el movimientoviolento del lquido durante el tratamiento con Mg.Igualmente, las temperaturas de colado despus de la inoculacin mientras se remueve en lacuchara y despus de un paso del tratamiento con Mg e inoculacin sern aproximadamenteidnticos. Las ventajas del tratamiento de un paso son obvias: temperatura mas baja del horno,mejor recuperacin, menor aleacin dominante necesitada, reaccin quieta, y eliminacin de unmovimiento de cuchara

Eficiencia de la inoculacinMuchas variables influyen en la efectividad de inoculacin:

a) Influencia del hierro base.b) Influencia del inoculante.c) Influencia del tiempod) Influencia de la temperatura del hierro lquido.e) Influencia del modo de inoculacin.f) Influencia de almacenamiento de inoculante.

Cantidad de InoculanteEl efecto de la relacin entre contenido de Si del hierro base no tratado y el Si como inoculante,ejerce un efecto considerable en la estructura del hierro nodular, lo cual se explica en base a laexpresin:

Relacin de Si = Contenido de Si del hierro base / Si en el inoculante.Si esta relacin es infinitamente grande, por ejemplo si el hierro no es inoculado, la calidadmetalrgica es mala. Similarmente se tiene una calidad muy pobre (baja cantidad de ndulos,presencia de carburos), cuando la relacin es cero, significando que no ha existido Si en el metalbase. Se obtiene calidad ptima entre estos extremos, dependiendo del resto de variables. Estarelacin queda bien establecida para cada operacin, aumentando o disminuyendo al contenidodel Si del hierro base, con la correspondiente disminucin o aumento de la cantidad delinoculante, de tal manera que el contenido final de Si no vare.

LOS PROPIEDADES MECNICAS DE LA FUNDICIN NODULAREl tamao y la uniformidad de distribucin de los ndulos, ejercen su influencia sobre laspropiedades mecnicas de la fundicin de hierro nodular, pero siempre en menor grado que laforma del grafito, la configuracin esferoidal siempre ser considerada, sinnimo de buenaspropiedades en la fundicin.La presencia de ndulos de grafito, pequeos en tamao pero numerosos en cantidad, indicanque se trata de un hierro nodular de alta resistencia. La cantidad y la configuracin del grafito seestablecen durante la solidificacin, estos valores sern permanentes y no pueden ser alteradospor la aplicacin de tratamientos trmicos subsecuentes. Existe una densidad de ndulosespecfica, del valor de sta dependen los valores de las propiedades, lo que har que lafundicin sea apropiada para talo cual aplicacin. Todas las propiedades fsicas y mecnicascaractersticas del hierro nodular, son el resultado de la conformacin del grafito, cualquier

alejamiento de sta, especialmente en lo que respecta a la proporcin, es causa de algunasdesviaciones, generalmente se acepta que la cantidad de ndulos de grafito en la colada de


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hierro nodular por mm2, sea del 80 al 100%. Todas las propiedades de resistencia y ductilidadcrecen en la proporcin en que el grafito nodular se incrementa, las propiedades relacionadascon la fractura como la resistencia a la traccin ya la fatiga son afectadas mayoritariamente porpequeas cantidades de grafito nodular.La configuracin de grafito en forma no nodular en la colada de hierro nodular, es de

considerable importancia, porque la presencia de las delgadas laminillas tienen efectos adversossobre las propiedades de resistencia, lo que no tienen las formas compactas del grafito conbordes redondeados.En la cuantificacin de las propiedades de una fundicin de hierro nodular, la estimacin visualdel porcentaje de nodularidad en una probeta sometida a ensayos metalogrficos, constituyesolamente una gua prctica de apreciacin, el mtodo ms preciso de medicin es el que usafrecuencias resonantes y mtodos de velocidad ultrasnica, se conoce tambin que la forma delgrafito afecta al mdulo de elasticidad. Un bajo porcentaje de nodularidad afecta a la ductilidad,reduce la resistencia a la fatiga, incrementa la capacidad de rotura, eleva la conductividadtrmica y disminuye la resistividad elctrica.La inoculacin tiene el efecto de incrementar el nmero de ndulos, lo cual prev la formacin de

carburos e incrementa la ferrita, el incremento de ndulos est en relacin con el incremento dela proporcin del nodulizante.El incremento de grafito debido a la inoculacin produce disminuciones relativamente pequeasen los valores de la resistencia y elongacin, se establece una disminucin del mdulo deelasticidad y un decrecimiento de la densidad; en general esos efectos son pequeoscomparados con las consecuencias sobre otras variables, por que el carbono equivalentecontenido en el grafito esferoidal no constituye la mayor variable y generalmente se mantienecercana al valor eutctico.Se ha podido comprobar que el contenido de carbono tiene efectos directos sobre laspropiedades del hierro nodular, el incremento de carbono eleva el lmite de fluencia, se conoceadems que existe un aumento de la dureza, concomitantemente se reduce la resistencia a la

traccin. Esta tendencia entre el lmite de fluencia y la resistencia a la traccin produce undecremento en la elongacin. La presencia de carburos en la matriz tiene como efecto elincremento del mdulo de elasticidad y la reduccin significativa de la maquinabilidad, paraminimizar estos efectos negativos algunos autores recomiendan que el mximo contenido decarbono en la fundicin debe ser del 5% como mximo. Estos niveles pueden ser logradosrestringiendo la presencia de elementos formadores de carbono a travs del empleo de materiasprimas de alta pureza en la carga del horno de fundicin y el empleo de buenas prcticas deinoculacin.El principal factor para determinar los diferentes grados de una fundicin de hierro nodular es laestructura de la matriz. La condicin de la matriz consiste en proporciones variables de perlita yferrita. Conforme crece la cantidad de perlita, la resistencia a la traccin y la dureza de lafundicin nodular se incrementan, la ductilidad y las propiedades frente al impacto sondeterminadas principalmente por las proporciones de ferrita y perlita presente en la matriz,conforme la cantidad de perlita disminuye, la resistencia al impacto se incrementa. Con elpropsito de mejorar las propiedades de la fundicin de hierro nodular, se hace necesario alterarla estructura de la matriz, lo que puede hacerse exclusivamente mediante tratamientos trmicos,de stos se prefieren aquellos que puedan generar una matriz totalmente ferrtica yposteriormente mediante normalizacin producir una matriz substancialmente perltica.El tratamiento trmico de normalizacin aplicado a la fundicin de hierro nodular produce ensta, alta resistencia a la traccin con incremento de la elongacin en las fundiciones de matricesperlticas. En el caso de formacin de la matriz, las propiedades se deben al grado de refinacin

y homogenizacin del grano de la ferrita, un posterior tratamiento trmico de normalizacinproduce una estructura perltica fina, lo que incrementa la resistencia a la traccin y la ductilidad.


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La configuracin del grafito puede afectar la estructura de la matriz, un incremento de la cantidadde ndulos a travs de una buena inoculacin tender a ocasionar un aumento de la cantidad deferrita en la colada. La presencia de una mayor cantidad de carburos, reduce la ductilidad,incrementa la dureza y ocasiona roturas prematuras frente a cargas de tensin, impacto y fatiga.Deben tenerse especiales cuidados por que la presencia de carburos, solo es posible detectarla

mediante ensayos destructivos, por lo que se hace necesario controlar la aparicin deformadores de carbn, por ello, es preferible asegurar un adecuado contenido de silicio y cromoen los procesos de inoculacin. En general se puede advertir que el deterioro de las propiedadesmecnicas siempre ocurre como consecuencia de la descomposicin estructural debida acambios trmicos.

ANALISIS DE MUESTREOEl anlisis para el muestreo de un proceso de produccin de piezas de hierro fundido se realizobservando las recomendaciones de las normas de la ASTM dentro de las cuales se especifica ydefine que es un lote y como se deben tomar las muestrasLas muestras de un lote de fundicin se toman de la misma cuchara de colada y las probetas

deben ser fundidas en forma separada o como un apndice de las mismas; el proceso deobtencin de muestras, como apndices o separadas; ser un acuerdo entre el productor y elcomprador.

NUMERO DE ENSAYOSEl fabricante deber preparar al menos tres barras de ensayo por cada lote de fundicin, comose menciona en la norma ASTM A 48, si las probetas presentan defectos que las inutilicen parael ensayo, ests debern ser cambiadas por otras provenientes del mismo lote. De las tresprobetas que le corresponden a cada lote se debe ensayar slo una, si sta no cumple con lasespecificaciones se deber determinar si fue falla del material o de la probeta, si la probetapresenta evidentes defectos que invaliden el resultado se deber cambiar por otra del mismo

lote, si un ensayo es vlido y la probeta no cumple con las especificaciones esperadas se deberrealizar dos reensayos del mismo lote , si alguno de los reensayos vlidos falla, el lote no debeser aceptado. Es el caso que no existan suficientes barras de ensayo se deber sacar lasprobetas de alguna de las piezas fundidas pertenecientes al lote, en un acuerdo entre elfabricante y el comprador.

DESCRIPCIN DE UN LOTEDentro de la norma ASTM A-48 en el Numeral 15, pgina 20 se lee: 15.1 A menos que exista otra especificacin el productor define un lote como alguna de lassiguientes definiciones15.1.1 un grupo de fundiciones que pesen menos de 2000 lb. (910 Kg.) cada uno, coladas en unperiodo de 2h , con cargas consecutivas similares en el tipo de material.15.1.2 Un grupo de fundiciones que pesen 2000 lb (910 Kg. ) cada una, donde el peso total noexceda las 8000 lb (3600Kg) y en donde las fundiciones del lote sean coladas en un periodo de4h en la misma colada y con cargas consecutivas similares en materiales de las mismascaractersticas.Fundiciones individuales que pesen ms de 2000lb (910 Kg.)Un crisol que pese ms de 2000lb (910 Kg.)15.2 Cuando una pieza de fundicin deba ser colada con ms de un crisol o cuando el hierro seafundido en ms de un horno o sea ms de una fundicin con una carga de distintascaractersticas dentro del mismo horno o ambos hierro y colada, o carga y horno, se considerar

un lote.


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15.3 Cuando ms de un lote se use para una sola fundicin cada lote debe estar bajo estaespecificacin.15.4 Cuando una fundicin individual sea colada de ms de un horno o cuando hierros dedistintas fuentes sean mezclados antes de colados, se deben considerar como un lote.

PROCESOS DE OBTENCION DE MUESTRASLas muestras de hierro se deben obtener segn el tipo de ensayo que se vaya a realizar sobreellas, existen dos tipos de muestras que se usan en los ensayos, muestras obtenidas por coladoy otras que son, coladas y maquinadas.En la norma ASTM A 48 se especifica que las muestras pueden ser un apndice de las piezas opodrn ser fundidas en forma separada, esto es un acuerdo entre el productor y el comprador.Las muestras han de ser fundidas en moldes de arena verde y sern desmoldadas al mismotiempo que las piezas que representan

MUESTRAS OBTENIDAS POR COLADOLas muestras obtenidas por colado son aquellas que se usan para hacer los ensayos que

requieren un mnimo maquinado, este puede ser, corte y pulido, estas piezas obtienen su formadirectamente por colada, por ejemplo cuas , graderos y cilindros para el ensayo de flexin . Losdiseos de las probetas estn sujetos a la norma pero cada empresa deber variar las medidasde los moldes de acuerdo a la capacidad de su horno y a la experiencia en cuanto acontracciones rechupes y dems defectos propios de la fundicin para la elaboracin de lasprobetas se sugiere hacer araas de muestras, que son unas fundiciones de cilindros hechascomo sifn con el objeto que la arena, gases y otros elementos extraos al hierro puedan serexpulsados hacia la superficie, la separacin de las barras debe ser mayor al dimetro de lasmismas, la longitud de las barras debe ser suficiente para que las probetas puedan ser cortadasa la medida especificada , se debe analizar la apariencia de las barras y seleccionar la que mejorgeometra tenga para el ensayo , la arena alrededor de la probeta debe ser cernida y tiene que

tener una buena compactacin ya que el hierro al enfriarse tiende a expandirse y luego acontraerse , en la expansin es donde el molde se deforma , para evitar estas deformaciones esque se recomienda una buena compactacin del molde .

MUESTRAS OBTENIDAS POR MAQUINADOLas muestras obtenidas por maquinado se obtienen a partir de elementos fundidos comoapndices o en forma separada ya sean cilindros, paraleleppedos etc.Estos elementos sern maquinados hasta obtener su forma final, el tocho de hierro fundido dedonde se obtendrn las probetas deber ser colado en sifn con el objeto de reducir la presenciade defectos causados por cuerpos extraos como arena y escorias. En el maquinado se debeusar cuchillas de carburo de tungsteno, comnmente llamadas Widias, el uso de cuchillas deacero rpido no es aconsejable por la dureza del hierro y las condiciones de maquinado, existeninclusiones de acero , arena , poros , los cuales golpean las cuchillas y las rompen. Dentro de lascuchillas de carburo de tungsteno que hay en el mercado existen dos grupos grandes , las queson pastillas soldables y las que vienen con un agujero para empernar en porta cuchillas , debidoa la rudeza del maquinado inicial en el hierro las nicas cuchillas que resisten los golpes inicialesen los primeros procesos del cilindrado y refrentado son las pastillas soldadas, como lubricante yrefrigerante se debe usar taladrina u otro aceite soluble al agua en caso que no se disponga detaladrina se puede usar diesel y aplicarlo con una brocha. Las primeras operaciones decilindrado deben hacerse a baja velocidad hasta obtener una aproximacin del cilindro inicial quese puede maquinar, no exceda los 2.0 mm. de profundidad en cada operacin de cilindrado,

durante el cilindrado se pueden observar las inclusiones de acero que suelen existir, cuando la


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cuchilla encuentra una inclusin cambia de sonido momentneamente, pero sobre todo laseccin donde hay acero es ms brillante que el resto de la pieza .Otro aspecto a considerar es la utilizacin del punto giratorio de torno en todas las operaciones ylos reajustes de las muelas del torno, el maquinado de hiero fundido produce muchasvibraciones que aflojan las muelas y provocan roturas de cuchilla, a fin de evitar accidente se

sugiere maquinar solo en una direccin , desde las muelas hasta el punto , y usar el portacuchillalo ms corto posible y con un ngulo entre 120 y 150 grados con relacin a la pieza maquinandosiempre hacia atrs , esta prctica protege la cuchilla y evita accidentes por detenimiento abruptode la cuchilla.

OBTENCIN DE LA FUNDICIN NODULARComposicion qumica del hierro nodularEl metal fundido para la produccin del hierro nodular o dctil puede ser obtenido de diferentesformas, pero el objetivo final debe ser producir el hierro con la mejor calidad y el menor costo.El hierro dctil puede ser producido en cubilotes cido o bsico, hornos de arco elctrico, deinduccin, etc. Las ventajas y desventajas de cada sistema deben ser consideradas en relacin

con cada factor como el tonelaje requerido, tipos de fundicin, composicin qumica, propiedadesmecnicas y fsicas, mtodos de tratamiento, capital disponible, requerimientos ecolgicos,aspectos ambientales, tipo de energa y el costo de la misma. La mayor parte de estos factoresestn interrelacionados fuertemente, por lo que no hay un sistema que se considere como elmejor u optimo para la produccin del hierro nodular, y la decisin se toma en base al anlisis delos factores y disponibilidad que se tenga.

COMPOSICIN QUMICAUno de los factores determinantes de la calidad del Hierro dctil o nodular es la composicinqumica.A continuacin la mayor parte de elementos que intervienen en el proceso de obtencin del

hierro nodular se detallan a continuacin:

CARBN EQUIVALENTE (CE)Con la excepcin de la Industria de tubera de presin, la mayora de los hierros dctiles sonproducidos hipereutcticos con un rango de CE que va entre 4,3 a 4,7% (% C + 1/3 % Si) lo quesignifica que en el enfriamiento, el grafito se formar primero en el lquido y tendr a flotar. Estatendencia crece cuando el CE equivalente crece, pero a causa del rpido enfriamiento el CEpuede ser alto en secciones delgadas sin experimentar el problema de la flotacin.

Tabla 3.1 Contenido de CE segn la medida de la Seccin

Secciones menores a in 4.6 - 4.7 % CE

Secciones de a 2 in 4.4 - 4.6 % CE

Secciones de 2 a 4in 4.34.4% CE

Secciones Mayores a 4 in Menor a 4.3 % CEFuente: Ductile Iron Molten Processing

CARBN (C)El rango de carbn presente en los Hierros dctiles Comerciales est entre 3 a 4%. Solo unamenor influencia es ejercida en las propiedades mecnicas por el carbn, por si mismo; sinembargo el carbn hace efecto en la formacin de la micro estructura, lo que es bsico para laspropiedades mecnicas. El rango deseable de C esta entre 3,6% a 3,8 % en el hierro final parauna buena fluidez, baja contraccin, y un alto numero de ndulos.


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SILICIO (Si)El rango usual de Silicio presente en el hierro dctil esta entre 2% a 3% .El Silicio es un fuertegrafitizador, promoviendo la formacin de ferrita, pero el aumento perjudica la resistencia alimpacto a baja temperatura. Con contenidos de Silicio sobre el 3% mejora la resistencia a latemperatura de los hierros nodulares.

MANGANESO (Mn)Debido a que el contenido de azufre es bajo en los hierros dctiles, el Mn no tiene la funcin decontrolar el S como en el caso del hierro gris, entonces tiene como propsito ser un elementoaleante, estabilizando la perlita. Para mayor ductilidad, una matriz de ferrita es necesaria yconsecuentemente el metal debe ser bajo en Mn (< 0.4%). Un nivel aproximado de 0.15% al0.25% o menor favorece la formacin de ferrita. Con niveles de Mn entre el 0,5% al 0.8% resultasuficiente para estabilizar la formacin de perlita cuando la rigidez es mas deseable que laductilidad.

AZUFRE (S)

El proceso de esferoidizacin del grafito para la produccin de hierro dctil llega a ser mas fcil siel hierro base usado es de bajo contenido de S (< 0.03%). El Azufre reacciona mas con elMagnesio que con el hierro, lo que es una forma fcil y econmica de remover el Azufre antes deun tratamiento con aleaciones nodulizantes. El nivel de Azufre ideal en el hierro base es de0,01%.FSFORO (P)Un hierro con un bajo contenido de Fsforo es necesario para la produccin de hierro dctil conlas mejores propiedades mecnicas, particularmente para la resistencia al impacto. El nivel defsforo debe ser menor a 0,05% para prevenir la formacin de fase quebradiza, aunque un nivelun poco mayor es tolerable si el material va recibir un tratamiento trmico.

PROCESOS DE OBTENCIN DE HIERRO NODULARPara la produccin de hierro nodular o dctil se debe tomar en cuenta algunos parmetros queresultan determinantes para su produccin, estos son:

Bajo contenido de Azufre (S) 0,02% o menor para reducir el uso de magnesio (Mg) parasu tratamiento.

Un relativo contenido de Silicio (Si) 1,00 1,50% , si una aleacin convencional deMagnesio y ferro - silicio va a ser usada para el tratamiento, o de 2,00 - 2,50% para untratamiento puro con Magnesio)

Alto contenido en Carbono ( C ) , usualmente entre 3,604,00 % Alta temperatura de colado entre 1450 a 1560 C Bajos niveles de Cromo (Cr), Cobre (Cu), Molibdeno (Mb), Vanadio (V), etc. en el

material usado en la carga. Un control efectivo de la operacin de produccin del hierro nodular, control rgido de la

composicin qumica, Temperatura de colado, etc.

HORNOS DE INDUCCINEste tipo de horno permite el mejor control de temperatura y de la composicin qumica, ladesventaja radica en la necesidad limpiar los desechos para minimizar los costos de refractariosy un equipo de control de polucin. La rpida accin de mezclado que este horno proporciona esideal para la adicin de aleaciones pero tambin erosiona el recubrimiento del refractario, con

una alta temperatura y un hierro base de bajo contenido de silicio, el recubrimiento puedetambin acelerar la trasferencia del slice del recubrimiento refractario hacia el metal.


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Principio de OperacinEstos hornos funcionan bajo el principio de que al pasar corriente alterna a travs de un alambrebobinado se genera un campo magntico, el cual induce corriente en el metal situado dentro delcampo. Esta corriente inducida reacciona debido a la resistencia natural del metal lo que causa

un incremento de temperatura. El grado de calentamiento alcanzado es dependiente de lafrecuencia del campo magntico y de su intensidad.

Composicin de la carga Para Horno de Induccin y proceso de Hierro Dctil con Matriz de Perlita

Fuente: Ductile Iron Handbook

Composicin de la carga Para Horno de Induccin y proceso de Hierro Dctil con Matriz de Ferrita


PROCEDIMIENTOS DE CONTROL DEL HIERRO NODULARA continuacin se tratan algunas reas que en el proceso de produccin de hierro dctilrequieren de un especial control. Estas recomendaciones son generales ya que cada planta deproduccin tiene sus propias condiciones de operacin, tipos de horno, etc. Todos losoperadores envueltos en la produccin de hierro dctil deben estar bien entrenados yfamiliarizados con las consecuencias de fallar en el cumplimiento de los procedimientos. Estaeducacin pagara dividendos al tener una cantidad mnima de problemas y menor cantidad deresiduos en el proceso de fundicin. En efecto todo el personal involucrado se convierte en una

parte importante para el control de calidad del producto.


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Materias PrimasLa manufactura del hierro dctil con consistentes y predecibles resultados requiere control sobrela composicin qumica de las materias primas a utilizarse. La fuente usual de contaminacin esal comprar chatarra de acero o retornos de fundicin. Todos los materiales no ferrosos deben serremovidos a causa del efecto indeseable que tienen en la formacin de los ndulos de grafito.

Debe prestarse atencin particular a los materiales que se sospechen que tienen en sucontenido plomo o azufre, ya que estos productos afectan las caractersticas del hierro base. Lacarga de materiales debe estar limpia y seca, ya que residuos de aceites u otras sustanciaspueden causar explosiones al ser aadidas al hierro base fundido, y tambin pueden incrementarlos niveles de hidrgeno y oxgeno. Dado que el magnesio tiene una afinidad muy fuerte por eloxgeno en el metal fundido, cualquier forma de oxidacin excesiva debe ser evitada. Algunosfactores que favorecen a la oxidacin son: Una cama baja en el cubilote, residuos de fundicinanterior.

Practicas de TratamientoMuchos factores deben ser considerados en el control de las prcticas de tratamiento del hierro

dctil. Estos factores incluyen la qumica del metal, la temperatura del metal, recubrimientos delos materiales aleados, mtodos de tratamiento, tipo de aleacin para el tratamiento, lageometra de la cuchara y la cantidad de la aleacin para tratamiento.

Qumica del MetalLa composicin qumica del hierro dctil base depender del tipo de unidad de fundicin (horno),el agente nodulizante, tipo de fundicin a producir, y el tipo y cantidad de material inoculanteutilizado. Varios mtodos para anlisis qumico son usados para el hierro dctil, incluyendoEspectrografas, equipos de rayos X, analizadores de absorcin atmica, Eutectmetros oequipos de curvas de enfriamiento, y equipos de anlisis rpido de carbn, azufre y silicio. Losequipos de curvas de enfriamiento o Eutectmetro, son usados con una mayor frecuencia para

determinar la composicin qumica bsica. Las mediciones de Temperatura del metal lquido sonusadas para el control de Carbn y Carbn Equivalente. Las curvas de enfriamiento y un anlisistrmico pueden ser usadas para determinar la nodularizacin o le grado de oxidacin del metal.Obviamente, cualquier anlisis qumico es solo vlido para la muestra de la que se esttomando. Las muestras para Rayos X deben estar libres de escoria. Las muestras fundidas delhierro dctil deben ser tomadas de 3 a 12 pulgadas bajo la superficie. Las pruebas de muestrasenfriadas son usadas como una referencia de chequeo rpido tanto para el hierro base comopara el hierro ya tratado con nodulizantes e inoculantes

Temperatura del MetalPara la obtencin del hierro base de mejores caractersticas, la determinacin de la temperaturade colado es esencial, porque la temperatura de tratamiento es un factor importante en lacantidad de magnesio retenido in el hierro. Una temperatura de tratamiento excesiva da comoresultado una perdida sustancial de magnesio y produce un grafito no nodular, cuando latemperatura de tratamiento es baja se incremente la cantidad de magnesio retenido y puederesultar en defectos de la escoria. Varios mtodos de medicin de temperaturas para el hierrofundido existen, lo que incluye Pirmetros pticos, Termocuplas de inmersin, y dispositivos demedicin de radiacin. Los pirmetros pticos son capaces de medir la temperatura del metalfundido en el horno o en la cuchara. Las Termocuplas de inmersin es el mtodo mas exactopara la medicin de la temperatura del metal fundido porque son insertadas bajo la superficie yno son afectadas por otros factores externos. Los Pirmetros de Radiacin son usualmente

utilizados para monitorear la temperatura de la corriente del metal que fluye del cubilote o decualquier otro horno. Tanto los datos de las Termocuplas como los de los pirmetros de


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radiacin pueden ser almacenados para generar una base de datos. Una medicin inexactadebido a una mala lectura o un equipo descalibrado es perjudicial para el proceso por lo cual eloperador debe estar bien entrenado y los aparatos correctamente calibrados.La adecuada temperatura de colado depende del tamao del horno, del tipo de Fundicin aproducir, y la cantidad de traslado requerido desde el horno hasta la etapa de colado. La perdida

de temperatura depende tambin del tipo de tratamiento. Los mtodos de tratamiento en cucharay de sndwich generalmente causan menos perdida de temperatura que otros. As latemperatura cae en un rango de 28 a 83 C.NodulizacinLa recuperacin de magnesio del tratamiento por aleacin depende no solo de la temperatura detratamiento y del azufre contenido en el hierro base, sino del tipo de aleacin y de el mtodo deadicin la metal fundido. Las tasas de recuperacin mayores al 75%, por ejemplo, est reportadoun uso del 3% de aleacin de magnesio y con el mtodo del sndwich.Un mejoramiento desde el 53 a 59 % de recubrimiento es reportado usando un 5% de FeSiMg yel tratamiento de cuchara cubierta versus el tratamiento de cuchara abierta. La tasa derecuperacin es tambin influenciada por la tasa a la cual la cuchara es llenada en el proceso de

sndwich o a cuchara abierta, o por el tiempo de reaccin durante la inmersin. Losrecubrimientos reportados varan como mucho un 50 % desde el primer minuto de inmersin. Lageometra de la cuchara es especialmente importante en el proceso sndwich, y en la inmersin,porque confan en tener la profundidad necesaria para la accin de la aleacin sobre el metal, yas alcanzar una efectiva recuperacin del nodulizante. Las cucharas deben estar libres deescoria, residuos de fundiciones anteriores. Todos los materiales usados en este tratamiento yen la inoculacin del metal fundido deben ser pesados con la mayor precisin posible. El metal afundir deber ser pesado con exactitud ya que un pequeo exceso de metal para la cantidad dealeacin para el tratamiento resultar en un hierro con otras caractersticas y micro estructura, yuna cantidad menor de metal resultara en la formacin de carburos, pobre nodulizacin, defectosen la estructura y exceso de magnesio en el contenido del hierro fundido.

Efecto del tiempoEl tiempo es un factor de gran consideracin en la produccin de hierro dctil debido a ladisminucin de algunos factores.. Existen 3 tipos de efectos de disminucin experimentados enla produccin de hierro dctil:1) Disminucin del Magnesio2) Disminucin de la Nodularizacin3) Disminucin de la Inoculacin

Aunque estas 3 estn relacionadas, el efecto de cada una debe ser considerado en formaindependiente.1) Disminucin del MagnesioLa tasa de prdida de magnesio desde el metal fundido es 0.001% por minuto a 1482 C. Sinembargo, hay alguna evidencia que la tasa de prdida de magnesio decrece con un tiempo deretencin extendido.Las investigaciones indican que el hierro dctil satisfactorio se puede producir del hierro tratadosostenido en un horno, con tal que el hierro fuera dado una inoculacin conveniente y sostenidobajo cubierta conveniente para reducir al mnimo la oxidacin.2) Disminucin de la Nodularizacin: Aunque no existe un mtodo universalmente aceptado paramedir la nodularizacin, los investigadores han observado que la disminucin de lanodularizacin de grafito esferoidal al grafito vermicular no ocurre gradualmente con el tiempo al

igual que la disminucin del magnesio. Los investigadores divulgan que un alto grado denodularizacin es mantenido hasta que el magnesio disminuye debajo de algunos niveles


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crticos, en cuyo caso la nodularizacin disminuye rpidamente a cero. Este efecto aun esinvestigado, pero el nivel critico de magnesio es reportado entre 0.015% y 0.025%. Los factoresque afectan el nivel crtico del magnesio no han sido determinados.3) Disminucin de la Inoculacin: El propsito de inocular es el incrementar el numero de sitiosde nucleaciones de grafito, pero una efectiva inoculacin puede tambin mejorar la nodulizacin.

El efecto del inoculante y la cuenta de ndulos resultantes disminuye con el tiempo. A causa deesta disminucin, la mayora de fundidores limitan el tiempo de que el metal fundido es retenidoen la cuchara despus de la inoculacin entre 10 a 15 minutos. Debido a la variedad decircunstancias alrededor de la produccin del hierro dctil, el efecto del tiempo debe serconsiderado en cada aplicacin.

MetalografaUn mtodo simple de inspeccin del hierro tratado e inoculado es a travs de examinar suestructura microscpica. Una muestra de hierro fundido se vierte en un molde, como el molde depruebas desarrollado por la AFS. Una apropiada tcnica de muestreo es necesaria paraasegurar que la muestra es un ejemplo representativo del hierro fundido. Cada cuchara de

tratamiento para hierro dctil debe ser chequeada, todas las fundiciones vertidas de esa cucharadeben ser identificadas y mantenidas por separado hasta que el anlisis del micro estructuraeste completo. Debido a la posibilidad de la disminucin del magnesio durante el colado, todo elespcimen de la prueba se debe muestrear hacia el extremo de la cuchara de la que se vierte. Elgrado de nodulizacin varia segn la aplicacin la cual debe ser especificada por el cliente.Usualmente alrededor del 10% de no nodulizacin del grafito es tolerada sin serias perdidas depropiedades mecnicas. Una vez que las muestras se hayan enfriando un poco y ya no estn alrojo vivo, pueden ser enfriadas rpidamente con agua para poder ser manipuladas, y asproceder a realizar el pulido mecnico correspondiente. Con una magnificacin en el microscopiode 50X o 100 X es suficiente para determinar el grado de nodulizacin, y la muestra puede serpulida un poco ms para un anlisis mas exhaustivo.

Pruebas de Control de CalidadLos ensayos para el determinacin de los esfuerzos a la tensin, porcentaje de elongacin,dureza, y la reduccin del rea se realiza en las barras trabajadas a mquina de bloques Yoquillacuyas medidas estn especificados por los estndares de ASTM

Bloque Quilla (dimensiones en mm)


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ae Bloque Y dimensiones (pulgadas) y localizacin de las probetas a extraer de este.

ENSAYO DE TRACCINEl ensayo de traccin consiste en aplicar una fuerza de tensin en una superficie perpendicular aesta , es decir que la fuerza est en la misma lnea del eje de la seccin, y mediante una curvaen funcin de la elongacin del material y la fuerza aplicada se puede definir puntos importantescomo Esfuerzo de traccin el cual se encuentra en el limite de proporcionalidad de la curva ydentro de la zona elstica del material y el Esfuerzo Ultimo o de rotura el cual en materialesfrgiles es casi el mismo que el de Traccin.

Esquema de ensayo a traccin


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El Esfuerzo de Traccin se define como:

El rea de la seccin:

Y la Fuerza F es funcin de la Gravedad g (9.81 m/s2) y la carga Q (kg) aplicada en el ensayo.

La maquina de ensayos universales se utiliza despus de la respectiva verificacin para elEnsayo de Traccin de Hierro Dctil o nodular, posee las mordazas de sujecin de tipo cuapara conseguir un ajuste adecuado en las probetas cuando se ejerce la fuerza de traccin sobreesta, un graficador, y un indicador de la fuerza aplicada.

La fuerza se aplica en forma progresiva, no bruscamente, y el ensayo debe durar mas de 15segundos, esta referencia de tiempo es tomada de la Norma ASTM A48 (ART 9.2) para ensayosen fundicin de hierro.

Maquina de Ensayos Universales AMSLER RM 29 Probetas para Ensayos de Traccin

Dimensiones de la Probeta segn ASTM A536-70:D: 13mm L calibrada: 50.8 +/- 0.13.

Ensayo de Traccin

Ensayo 1D Inicial (mm)D Final (mm)L inicial (mm)L Final (mm)Def %Area(mm2)Cabezal (kg)

g (m/s2

) 9.811 psi .00689476476 Mpa


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Carga Fuerza Esfuerzo Esfuerzo Deformacion Epsilon

Kg N KPa Psi mm

ENSAYO DE TRACCION EN FUNDICION DE HIERRO NODULAR6.3.3.1 ObjetoEsta norma cubre las fundiciones de hierro nodular donde la caracterstica relevante sea suresistencia a la traccin, las fundiciones sern clasificadas de acuerdo a su resistencia conprobetas fundidas separadamente.6.3.3.2 Documentos a consultarASTM A 48, Norma Americana

6.3.3.3 ProduccinEl mtodo de produccin se deja a discrecin del fabricante, pero en aplicaciones especiales sepuede usar un acuerdo entre el fabricante y el comprador.6.3.3.4 Propiedades de traccinExisten 5 grados de fundiciones de hierro nodular de acuerdo a la norma ASTM A536-70 comose muestra en la siguiente tabla.ASTM A536-70

ClaseResistencia mnima a

la rotura PsiEsfuerzo de traccin

al 0.2 %Elongacin mnima

(2 g.l.) %

60-40-10 60000 40000 18

65-45-12 65000 45000 12

80-55-06 80000 55000 6

100-70-03 100000 70000 3

120-90-02 120000 90000 2

Fuente : Ductile Iron Production Practices

6.3.3.5 Barras fundidas para ensayoLas barras fundidas para ensayo se deben hacer en moldes de arena similares a las fundicionesque representan, ms de una barra se debe fundir en cada molde, debe colarse el hierro enforma de sifn con el fin de reducir al mnimo las imperfecciones por cada de arena o porospropios del proceso de colado.La distancia entre las barras coladas debe ser mayor al dimetro de las barras, stas debenrecibir el mismo tratamiento trmico de las fundiciones que representan.6.3.3.6 Seleccin de barras de ensayoLas barras de ensayo se deben maquinar de acuerdo a la tabla, la cual indica el espesor deinters en las piezas y cul debe ser el tamao de las probetas.

Espesor de la pared en la seccin de control ProbetaMenor a 6 mm EDe 6 a 12 mm ADe 13 a 25 mm BDe 26 a 50 mm CSobre 50 mm E

Fuente : Ductile Iron Handbook


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Las probetas marcadas con E son Especiales y las dimensiones que tendr sern un acuerdoentre el fabricante y el comprador.El uso de probetas tipo B o C ser impuesto por el productor, todas las probetas deben sermaquinadas de forma concntrica.

6.3.3.7 Ensayo de tensinEste ensayo ser realizado en una mquina de ensayos universales, la cual pueda transmitircarga a las probetas axialmente con una sujecin adecuada, el tiempo de ensayo debe ser de almenos 15 segundos para las probetas de tipo A y de 20 segundos para las probetas B o C.6.3.3.8 Nmero de ensayosEl fabricante deber preparar al menos tres barras (3) de ensayo por cada lote de fundicin, silas probetas presentan defectos que las inutilicen para el ensayo, est deber ser cambiada porotra proveniente del mismo lote. De las tres probetas que le corresponden a cada lote se debeensayar slo una, si esta no cumple con las especificaciones se deber determinar si fue falla delmaterial o de la probeta, si la probeta presenta evidentes defectos que invaliden el resultado sedeber cambiar por otra del mismo lote, si un ensayo es valido y la probeta no cumple con las

especificaciones esperadas se deber realizar dos reensayos del mismo lote, si alguno de losreensayos vlidos falla, el lote no debe ser aceptado.En el caso de que no existan suficientes barras de ensayo se deber sacar las probetas dealguna de las piezas fundidas pertenecientes al lote, en un acuerdo entre el fabricante y elcomprador.En nuestro caso realizamos cada ensayo con 5 probetas.6.3.3.9 Descripcin de un lote

Un Lote debe constar de piezas fundidas tomadas de la misma cuchara de colada. La masa mxima de un lote es normalmente de 2000 kg. de piezas fundidas y

desbarbadas, esta masa se puede variar en donde resulte prctico, mediante acuerdoentre el fabricante y comprador.

Una pieza fundida individual debe constituir un lote si su masa es igual a 2000 Kg. oms.

Para fundiciones continuas del mismo grado de hierro nodular en tonelajes grandes, lamasa mxima de un lote se debe restringir a 2h de vaciado.

A menos que exista otra especificacin el productor define un lote como alguna de lassiguientes definiciones.

6.3.3.9.1 Un grupo de fundiciones que pesen menos de 2000 lb. (910 Kg. ) cada uno, coladas enun periodo de 2h , con cargas consecutivas similares en el tipo de material .6.3.3.9.2 Un grupo de fundiciones que pesen 2000 lb. (910 Kg.) cada una, donde el peso total noexceda las 8000 lb. (3600Kg) y en donde las fundiciones del lote sean coladas en un periodo de4h en la misma colada y con cargas consecutivas similares en materiales de las mismascaractersticas.6.3.3.9.3 Fundiciones individuales que pesen ms de 2000lb (910 Kg.)6.3.3.9.4 Un crisol que pese ms de 2000lb (910 kg.)6.3.3.9.5 Cuando una pieza de fundicin deba ser colada con ms de un crisol o cuando el hierrosea fundido en ms de un horno o sea ms de una fundicin con una carga de distintascaractersticas dentro del mismo horno o ambos hierro y colada, o carga y horno, se considerarun lote.6.3.3.9.6 Cuando ms de un lote se use para una sola fundicin cada lote debe estar bajo estaespecificacin.

6.3.3.9.7 Cuando una fundicin individual sea colada de ms de un horno o cuando hierros dedistintas fuentes sean mezclados antes de colados, se deben considerar como un lote.


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6.3.3.10 Tamao de las barras de ensayo

Probeta Estndar ASTM

DIMENSIONES DE LAS BARRAS DE ENSAYO

Fuente : Ductile Iron Handbook

ENSAYO DE DUREZA BRINELLEn este ensayo se utiliza una bola de acero de 10mm y una carga de 3000 Kg., cada indentacondura 15 segundos y se realizan 3 indentaciones por ensayo.La huella dejada por la esfera en la cara de la probeta se mide y se reporta.Las probetas deben ser previamente pulidas las caras que vayan a recibir la indentacin con elfin de poder observar claramente la huella.Las lecturas tomadas en el microscopio de herramientas en cada uno de los ejes, se nombrancomo (Xn , Yn), de las cules se obtiene la diferencia que representa el dimetro de la huella.Con el dimetro promedio se obtuvo una dureza para cada indentacinEl calculo de la Dureza Brinell se realiza mediante la siguiente frmula.

Las pruebas de dureza son empleadas generalmente para verificar la calidad de la matriz delhierro dctil, pero no diferenciar entre el grafito nodular y otras formaciones del grafito.

El ensayo de dureza puede ayudar a predecir el valor del Esfuerzo a tensin mediante el uso delFactor K, el factor k es normalmente 420 15.

El valor del Esfuerzo de tensin ser valido si la estructura es nodular y est libre de la presenciade carburos.


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6.3.9 EVALUACION DE LA MICROESTRUCTURA DEL GRAFITO EN FUNDICIONES DEHIERRO6.3.9.1 OBJETO Este mtodo cubre la clasificacin de las hojuelas de grafito en las fundicionesgrises, blancas y nodulares.Los estndares que se presentan son los mismos que presenta la norma ASTM A 247, estas

clasificaciones de los tamaos de hojuelas de grafito, su forma y distribucin, son una adaptacinde los estndares de la mencionada norma. La determinacin del tamao y distribucin delgrafito involucran el uso de reactivos qumicos, y maquinaria, esta norma no establece losriesgos ni las normas de seguridad a seguir, la observacin de medidas de seguridad serexclusivamente de las personas involucradas.6.3.9.2 Documentos a ConsultarNormas ASTM E9 y A 2476.3.9.3 Resumen del Mtodo Existen grficas estandarizadas de la distribucin del grafito y lasfotos obtenidas debern ser comparadas con las estndar, esto no determina el tamao de lashojuelas de grafito pero si su distribucin y tipo, tampoco establece la aplicabilidad de lasfundiciones.

6.3.9.4 ProbetasLas probetas debes ser un apndice de las funciones o deben ser fundidas en forma separada,con una probeta es suficiente para saber cual es la tendencia de gratificacin en las piezas decontrol, se sugiere el uso de un cupn de ensayo o de la rotura de una parte de la piezapreviamente diseada para el ensayo.6.3.9.5 Pulido de muestrasDurante el pulido se deben observar las recomendaciones de la norma E3 la cual establece lasprecauciones al pulir , observar que se debe girar la pieza 90 grados cada vez que se cambia depapel de lija a uno de granulometra mayor y no se debe regresar a una lija anterior , debe existirdurante todo el proceso suficiente refrigerante con el objeto de no calentar la probeta, en la etapafinal debe usarse pulimento de almina o pasta de diamante los cuales no extraen el grafito de la

superficie pulida .6.3.9.6 Clasificacin del Grafito de acuerdo a la tablaTipo I.- Es la distribucin del grafito esperada en las fundiciones dctiles donde se observanesferulitas con una apariencia circular bien definida presentndose en distintos tamaos.6.3.9.3 Resumen del Mtodo Existen grficas estandarizadas de la distribucin del grafito y lasfotos obtenidas debern ser comparadas con las estndar, esto no determina el tamao de lashojuelas de grafito pero si su distribucin y tipo, tampoco establece la aplicabilidad de lasfundiciones.6.3.9.4 ProbetasLas probetas debes ser un apndice de las funciones o deben ser fundidas en forma separada,con una probeta es suficiente para saber cual es la tendencia de gratificacin en las piezas decontrol, se sugiere el uso de un cupn de ensayo o de la rotura de una parte de la piezapreviamente diseada para el ensayo.6.3.9.5 Pulido de muestrasDurante el pulido se deben observar las recomendaciones de la norma E3 la cual establece lasprecauciones al pulir, observar que se debe girar la pieza 90 grados cada vez que se cambia depapel de lija a uno de granulometra mayor y no se debe regresar a una lija anterior, debe existirdurante todo el proceso suficiente refrigerante con el objeto de no calentar la probeta, en la etapafinal debe usarse pulimento de almina o pasta de diamante, los cuales no extraen el grafito dela superficie pulida .6.3.9.6 Clasificacin del Grafito de acuerdo a la tabla

Tipo I.- Es la distribucin del grafito esperada en las fundiciones dctiles donde se observanesferulitas con una apariencia circular bien definida presentndose en distintos tamaos.


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Tipo II.- El grafito esferoidal tiene unas deformidades que dan una apariencia de crculosdiscontinuos con pocas entrantes y salientes que no tienen efectos adversos en suspropiedades.Tipo III.- Es la forma de grafito mas comn en los hierros fundidos malales en los cuales lasesferulitas de grafito se presentan como estrellas, en esta distribucin tambin se puede hallar

grafito del tipo I y II.Tipo IV, V, VI.-son las distribuciones mas usuales en los hierros dctiles donde se observangrafitos laminares en el tipo IV, una formacin hbrida entre esferulita y hojuela en el tipo Vesferulitas porosas en la distribucin del tipo VI.Tipo VII.- Es la mas usual en los hierros de fundicin gris con hojuelas de distintos tamaos,orientadas y distribuidas en forma aleatoria.

Clases de formas hierro grafito dctil, x1006.3.9.7 Tamao de ndulosLos ndulos pueden ser medidos y clasificados de acuerdo a la tabla siguiente

Clasificacin del Grafito basado en el tamao

TamaoDimensinmxima enmm. a100x

1 128

2 64

3 32

4 16

5 8

6 4

7 2

8 1



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Para realizar la medicin se debe analizar cuales son los ndulos mas frecuentes y medirlos,luego se saca un promedio de las dimensiones y se establece a que categora pertenecen.

6.3.10 DETERMINACIN DELTAMAO DE GRANO6.3.10.1 Objeto

Determinar los procedimientos de determinacin de tamao de grano en metales.6.3.10.2 Documentos RelacionadosNorma ASTM E 112, E 3.6.3.10.3 GranosPara las determinaciones de la norma se establece que un grano es un rea cerrada de unmaterial, cuando en los granos se evidencie la presencia de 2 constituyentes gemelos, las dospartes se consideraran un solo grano.Tamao de grano.- Cuando un grano tenga mas de un constituyente el tamao de grano serefiriere a la matriz pero, cuando, exista un segundo elemento que tenga una presenciasignificativa ser considerado como parte de la matriz y ser contado como un grano, cuandoexistan constituyentes menores, inclusiones y defectos estos no sern considerados.

Subgranos .- Los subgranos son divisiones internas de los granos y para su conteo y medicinse debe observar los mismos criterios que para los granos .Generalidades.- Los granos dentro de la seccin de estudio tienen valores que van desde unmximo hasta cero , dependiendo como hayan sido cortados los cristales por el plano de estudio,las dimensiones sern aproximadas por la inexistencia de 2 o mas planos de estudio gemelos enla misma probeta .6.3.10.4 Mtodos de medicinMtodo Planimetrico .- En una fotografa tomada con un aumento de 100x a una probetaatacada sobreponer un rectngulo o circulo de rea conocida, se recomienda un circulo orectngulo de 5000 mm2de rea.Contar los granos que se encuentran en el interior del rea de control, mas la mitad de los

granos intersecados por las lneas de contorno del circulo o rectngulo seleccionado, dividir elrea entre el numero de granos, encontrando el tamao de cada grano, deben existir al menos50 granos en cada rea de control, si existen menos de 50 granos esta rea no se considerararepresentativa de la matriz y no ser tomada en cuenta, para tener una buena aproximacin y unpromedio aceptable debe estudiarse al menos 3 reas de control en las misma probeta.Cuando se evidencie que los granos no tienen una orientacin equiaxial se debe de tomar laslecturas en tres planos perpendiculares xy ,xz ,yz y sacar el tamao de grano en cada uno deellos , luego usar la formula :

6.3.10.5 Tamao de grano efectivo en metales conteniendo ms de una faseObjetivo.- Cuando un metal esta compuesto de mas de una fase, la determinacin del tamaode grano debe hacerse con precaucin y aplicando criterios especiales .Para la determinacin del tamao de gano en matrices con mas de 1 fase creadadeliberadamente o aquellas accidentalmente creadas como las inclusiones no sern tomadas encuenta y todas las fases sern tratadas de una misma manera. Se debe incluir el termino tamaode grano efectivo para describir el tamao de grado asumido donde se indicara que el grano estaconstituido por -----partculas. Cuando existan islas de una de las fases esta debe ser contadacomo 1 solo grano o no tener en cuenta las divisiones internas de la isla. Si alguna isla presentainters se puede tratar separadamente incluyendo en los resultados el rea que ocupa la isla y eltamao de los granos que la constituyen, en la siguiente tabla se especifica el tamao de granorelacionado con el rea. Tambin existe un mtodo lineal que consiste en atravesar por los


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granos una lnea de 100 mm y contar el numero de granos intersecados, todos estos mtodos noson exactos ya que dependen de la subjetividad del operador.

10 .9 Probetas para hierro colado

Para probar piezas de hierro colado, debe usarse la probeta mostrada en la figura 19 a

menos que se especifique otra cosa en la Norma particular del producto.

NORMAS A CONSULTAR ASTM A48 ASTM A536-70 ASTM E9 NMX-B-004-1991 Mtodo para evaluar la microestructura del grafito en hierros colados ASTM A 247 "Method for evaluating the microstructure of graphite in iron castings".

ISO-945-1975 "Castings - Designation of microstructure of graphite" ASTM E 112 ASTM E 3

American Society Testing and Materials ASTM A 370-1977

Standard Methods and Definitions for "Mechanical Testing of Steel Productos.

American Society Testing and Materials ASTM E-8

Standard Methods of Tension Testing of Metallic Materials.

NMX-B-116 "Determinacin de la dureza Brinell en materiales metlicos".

NMX-B-119 "Industria siderrgica. Dureza Rockwell y Rockwell superficial en

productos de hierro y acero. Mtodo de Prueba".


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NMX-B-172 "Mtodos de pruebas mecnicas para aceros en materiales metlicos".

FIGURA 8. Probetas para pruebas de tensin de hierro colado.

Dimensiones en milmetrosPROBETA 1 PROBETA 2 PROBETA 3

G- Longitud Calibrada IGUAL A, O MAS GRANDE QUE EL DIAMETRO D

D- Dimetro 13 0.25 20 0.40 30 0.60

R- Radio de la zona de transicin, mnimo. 25.0 25.0 50.0

A- Longitud de la seccin reducida, mnima. 30 40 60

L- Longitud total, mnima 95 100 160

B- Longitud de la zona de sujecin, aproximada 25.0 25.0 44

C- Dimetro en la zona de sujecin, aproximada 20 30 47

E- Longitud de resalte, mnima 6 6 8

F- Dimetro del resalte, mnimo 15 0.40 25 0.40 35 0.40

NOTA - La seccin reducida y los resaltes (dimensiones A, D, E, F. G y R) deben ser como seindica; sin embargo, los extremos pueden ser de cualquier forma que permita su sujecin en)ade prueba, de tal manera que )a carga sea axial. Comnmente los extremos son roscados ytienen las dimensiones B y C indicadas.

Resumen La producción de hierro nodular

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