CARBONO EQUIVALENTE Askeland ¿Qué es lo que produce el silicio?
Reduce la cantidad de carbono contenido en el eutéctico. Según la ecuación. ¿Cul es el !alor de la co"posici#n eu$éc$ica?
La composición eutéctica es siempre cercana a 4.3% EC. ¿Qué si%ni&ica un car'ono equi!alen$e al$o?
Un carbono equialente alto promuee el crecimiento del eutéctico de gra!ito
(and'ook ¿Con qué necesidad se desarrolla desarrolla el car'ono equi!alen$e?
Se desarrolla "a que es necesario desarrollar una apro#imación de su impacto en la solidi!icación. ¿Cul es la &#r"ula?
CE$ %C %Si&3 o CE$ %C '%Si%()&3 ¿Qué quiero relacionar con el car'ono equi!alen$e?
*uiero relacionar el e!ecto de carbono+ silicio+ " !ós!oro con el sistema ,ierro-carbono binario. ¿Qué si%ni&ica un car'ono equi!alen$e i%ual a )*+?
Son !undiciones consideradas de composición eutéctica. ¿Qué si%ni&ica un car'ono equi!alen$e "enor a )*+?
Son !undiciones consideradas de composición ,ipo eutéctica. ¿Con qué "e relaciona el car'ono equi!alen$e?
El carbono equialente me relaciona con casi la totalidad de las propiedades mecnicas " !/sicas de ,ierro gris.
,osé Aprai- Aprai- ¿Con qué &inalidad se cre# el concep$o de car'ono equi!alen$e?
(orque con !recuencia se desea ms conocer la resistencia que tienen las !undiciones+ que saber si son blancas+ grises o atruc,adas. ¿Cul es el o'.e$i!o del car'ono equi!alen$e?
0esde ,ace bastantes a1os+ se ,an enido estudiando diersas combinaciones para que con una sola ci!ra se pueda tener en cada caso+ una idea de la clase de !undición a que se ,ace re!erencia.
¿/ie"pre &ue as0 el car'ono equi!alen$e?
2o+ animados con este propósito se comenó primero a cali!icar las !undiciones por el alor de la suma de carbono ms silicio 'CSi) " se io que+ con cierta apro#imación+ conociendo ese alor era posible conocer la resistencia que se puede obtener en redondos de di!erentes dimetros. ¿Qué consideran nu"erosos au$ores acerca del car'ono equi!alen$e?
Consideran que es lo ms representatio del carcter de una !undición. ¿E1is$e s#lo el car'ono equi!alen$e?
2o+ en lemania se tiene a alorar el carcter de las !undiciones de acuerdo con el /ndice de saturación. S$ C&'4.3-5.3'Si()) Criterio que en cierto modo+ es parecido al del carbono equialente+ pero e#presado con di!erente coe!iciente. ¿Cules son los ran%os del car'ono equi!alen$e?
6 4.3
7undición ,ipoeutéctica
$ 4.3
8 4.3
7undición eutéctica 7undición ,ipereutéctica
¿/e puede conocer el carc$er de las &undiciones considerando los !alores del 0ndice de sa$uraci#n?
Si9 6:
7undición ,ipoeutéctica
$:
8:
7undición eutéctica 7undición ,ipereutéctica
¿2e qué nos sir!e es$os "é$odos de cali&icaci#n?
Se ,a isto e#perimentalmente que conociendo para cada !undición el alor de algunos de esos /ndices+ se puede determinar con bastante apro#imación el posible comportamiento de las !undiciones en pieas de di!erente es pesor+ obteniéndose alores bastante parecidos+ aunque en algunos casos aparecen algunas di!erencias entre ellos. ¿Qué par"e$ro se puede in&erir con el car'ono equi!alen$e?
Con a"uda de las curas de la !igura 4;+ pag <:+ del libro 7undiciones de =osé prai >arreiro+ se puede conocer para di!erentes espesores la resistencia a la tracción que se obtiene con !undiciones con diersos alores del carbono equialente.
34567) ¿2e qué dependen las propiedades "ecnicas?
Las propiedades mecnicas dependen de la cantidad " !orma del gra!ito en la matri !errosa. ¿E1is$e al%8n e.e"plo de dia%ra"a que especi&ique cuan$o con$enido de /i e1is$e?
Cabe destacar que el diagrama ?ierro-Carbono representado en la 7igura 3.: muestra la composición en las onas de solidi!icación " las !ases presentes para una co mposición ternaria ,ierro-carbono-silicio de :+<% en Si 'Silicio). ¿Qué de$er"ina el car'ono equi!alen$e?
El porcenta@e de carbono equialente %CE determina cun cerca de la composición eutéctica est un determinado anlisis qu/mico de las aleaciones ,ierro-carbono-silicio. ¿En qué ran%o se encuen$ran la "a9or0a de &undiciones de :ierro?
Son !undiciones ,ipoeutécticas
C2;)<=5 ¿Qué pro"ue!e un car'ono equi!alen$e al$o?
(romuee el crecimiento del eutéctico de gra!ito.
C:ia!erini ¿Qué posi'ili$a el car'ono equi!alen$e?
(osibilita llear en consideración el e!ecto del silicio en las trans!ormaciones estructurales "+ por tanto+ en las propiedades de las !undiciones !érreas+ en que el silicio est presente en porcenta@es relatiamente eleados. ¿Qué indica la &#r"ula?
La !órmula indica que el e!ecto del silicio corresponde al de un tercio del e!ecto del carbono.
¿>uede e1is$ir CE i%uales para porcen$a.es de silicio di&eren$es?
Si+ por e@emplo9 Una aleación con ;.3% de Si+ se eri!ica que el punto eutéctico corresponde cerca de 3.A%. plicando la !órmula se tendr/a9 C.E. $ 3.A ;.3&3 $ 4.3% apro#imadamente 0el mismo modo+ una aleación con 3.<% de Si+ donde el eutéctico !ue desplaado cerca de 3.;% de carbono+ se tendr/a9 C.E. $ 3.A 3.<&3 $ 4.3% apro#imadamente En resumen+ las aleaciones con 3.A% de carbono " ;.3% de silicio " con 3.;% de carbono " 3.<% se comportan como aleaciones eutécticas. ¿Qué e&ec$o es represen$ado por el car'ono equi!alen$e?
Es el e!ecto simultneo del carbono+ silicio " !ós!oro. ¿Qué indica esa ecuaci#n?
Bndica que los porcenta@es de silicio " !ós!oro de la !undición gris a!ectan las propiedades mecnicas+ del mismo modo que su carbono total. ¿(a9 al%8n e.e"plo que in!olucre resis$encia a la $racci#n con el car'ono equi!alen$e?
S/+ ,a" una !igura que muestra una relación t/pica entre el carbono equialente " la resistencia de tracción de barras de !undición gris de 35mm de dimetro. ¿/e puede relacionar la resis$encia a la $racci#n con el car'ono equi!alen$e?
El concepto de carbono equialente también puede ser aplicado en la ariación dimensional. La !igura ;5+ de la pgina 4D<+ relaciona el espesor de la sección " la resist encia a la tracción con el carbono equialente+ pudiéndose notar que las !undiciones grises con ba@o carbono equialente son menos sensibles a ariaciones dimensionales que los de carbono equialente ms eleado. ¿/e puede relacionar la dure-a con el car'ono equi!alen$e?
S/+ como en el caso de los aceros+ ser/a mu" útil establecer una relación entra la durea " la resistencia a la tracción de los ,ierros !undidos+ isto que los ensa"os de durea son ms !ciles " rpidos+ adems de no ser destructios. Sin embargo+ debido a las ariaciones de cantidad " !orma de las enas de gra!ito+ esa relación se presenta en una banda mu" e#tensa. acFensi estableció relaciones entre durea " resistencia a la tracción para ,ierro !undido gris '7ig ;:5). Las relaciones para ,ierro dúctil+ ,ierro maleable " acero también estn indicadas en la !igura ;:5. En cuanto a los ,ierros !undidos muestran una considerable ariación+ adems de e#,ibir amplios l/mites.
Tra$a"ien$os $ér"icos a &undiciones %rises ¿Qué e1presa el car'ono equi!alen$e?
Los elementos Si " ( sustitu"en una parte del carbono. El carbono equialente e#presa cuantitatiamente esta sustitución " permite citar una !undición sobre el diagrama binario 7e G C para relacionarlo con el eutéctico binario 'Ceq $ 4+3 %). ¿Qué per"i$e conocer el car'ono equi!alen$e?
(ermite+ por lo tanto+ conocer apro#imadamente sus temperaturas de inicio " !in de solidi!icación+ eitando recurrir a incómodos diagramas ternarios. s/ mismo+ l as propiedades de las !undiciones se pueden e#presar en !unción del carbono equialente. ¿Qué ocurre con un car'ono equi!alen$e i%ual a la del eu$éc$ico?
Con un carbono equialente igual a la del eutéctico la colabilidad es m#ima " la tendencia de la contracción es m/nima ¿Qué ocurre con un au"en$o del car'ono equi!alen$e?
Con el aumento de carbono equialente la tendencia al temple " la resistencia mecnica disminu"en. ¿Qué !en$a.as $iene el car'ono equi!alen$e?
El carbono equialente es una noción cómoda que permite traer de nueo la metalurgia de las !undiciones sobre un diagrama binario constitu"endo una simpli!icación no rigurosa de los !enómenos. Sin embargo el concepto no es lido para contenidos eleados de silicio.
¿>ara qué se e"plea el car'ono equi!alen$e?
Se emplea en todos los tipos de ,ierros para establecer la cercan/a del punto eutéctico. ¿Qué de"ues$ra el car'ono equi!alen$e?
0emuestra que el silicio " el !ós!oro a!ectan en gran medida a la cantidad de carbono necesaria para alcanar la trans!ormación eutéctica+
¿>ara qué se u$ili-a el car'ono equi!alen$e?
Con el !in de determinar cul es la situación de una !undición cualquiera en relación al punto eutéctico. E.e"plo
s/+ una !undición con 3.;%C+ ;%Si " 5+4%( tiene un CE igual a 4%+ de modo que ser ,ipoeutéctica+ mientras que en una !undición con el mismo contenido de carbono " silicio pero con :.3%(+ su CE es 4.3% " tendr @usto la composición eutéctica.
¿Qué presen$an las &undiciones que poseen un "enor car'ono equi!alen$e?
Cabe recordar que las !undiciones que presentan la ma"or resistencia " módulo elstico son las que poseen un menor carbono equialente 'CE) " que ,an sido en!riadas con una cierta rapide para obtener lminas de gra!ito mu" peque1as 'la separación interlaminar de la !ase matri perl/tica también ser peque1a).
La !undición gris clase ;5 tiene una resistencia a la tracción m/nima de ;5 555 psi 'apro#imadamente :45D+H Fg&cm; o :45 555 F(a). La clase ;5 tiene alto carbono equialente " una matri !err/tica. Las !undiciones con alta resistencia a la tracción+ encima de la clase 45+ tienen ba@o carbono equialente " una matri perl/tica-!err/tica.
CARBONO EQUIVALENTE Es un concepto que se aplica a fundiciones, principalmente grises, pues trata de evaluar el efecto que el % en Si fundamentalmente, y en menor medida el % en P, realizan sobre la traslación de la posición del eutéctico. La epresión del carbono equivalente es la siguiente! % "equivalente # %" $ %Si$%P&'(
Como veremos en el desarrollo de las fundiciones grises, este valor es más importante que los porcentajes individuales de % C o % Si. Caso similar para el nodular.
Carbono Equivalente: No se debe confundir con el que dene la soldabilidad en los aceros. Se dene como: % C !"# $% Si% &' ( en fundiciones grises ( nodulares, su valor es más importantes que el carbono ( silicio aisladamente. )as propiedades de las fundiciones están fuertemente relacionadas con *l.
+undiciones de alto carbono equivalente ( algunas aleadas con cromo' de matri esencialmente ferr-tica' se utilian en soportes, barras de desliamiento, cámaras de combustin, mesas de alimentadores, parrillas, puertas ( otros componentes de /ornos ( calderas' lingoteras, potes de escoria ( sales de tratamiento t*rmico, moldes para vidrio, etc.
Los contenidos de carbono " silicio establecen la ubicación del eutéctico "dic,a localiación corresponde a la ecuación9Eutéctico 'C.E.) $ %C :&3% Si.0ado que el !ós!oro es gra!itiante+ se agrega su e!ecto en la determinación deleutéctico9Eutéctico 'C.E.) %C :&3 Si :&3 % ( La ecuación anterior de!ine la posición del eutéctico en una aleaciónmulticomponente " se le conoce como ICarbono EquialenteJ. Kerminoutiliando paras describir la relación de un ,ierro con el punto eutéctico o laeutecticidad del ,ierro. 0e lo contrario+ tendr/amos que contar con diagramasterciarios o cuaternarios+ as/ dependiendo del contenido de elementos aleantes+lo cual ser/a prcticamente imposible.Si el carbono equialente es menor a 4.3+ ,ablamos de ,ierros ,ipoeutécticos.Si el carbono equialente es ma"or a 4.3+ ,ablamos de ,ierros ,ipereutécticos.
Ejemplo: La fundición gris clase 20 tiene una resistencia a la tracción mínima de 20000 psi 2 (aproximadamente 1407. !g"cm o 140#000 !$a%. La clase 20 tiene alto car&onoe'uialente ) una matri* ferritica. Las fundiciones con alta resistencia a la tracción# encima de la clase 40# tienen &ajo car&ono e'uialente ) una matri* perlitica+ferritica. El ,ierro gris por encima de la clase 40 re'uiere de aleación para lograr el fortalecimiento de la solución sólida ) de tratamiento t-rmico para modificar la matri*# la clase 0 es la clase ms alta posi&le# pero e s en extremo frgil. La norma / /247 es tam&i-n com3nmente usada para descri&ir la estructura de grafito# otras normas 'ue tratan a la fundición gris son las / /12# / /27# and / /516.
Es empleado para relacionar una aleación de ,ierro con el porcenta@e de eutéctico en la estructura !inal. 7undición gris que tienen un alor equialente de carbono de menos del 4+3 por ciento se designan los ,ierros ,ipoeutéctica+ " los que tienen ms de un 4+3 por ciento equialente de carbono son llamados ,ierros ,ipereutécticos. (ara planc,as ,ipoeutéctica en las industrias automotri " a!ines+ cada aumento de 5+:5 por ciento en el alor equialente de carbono disminu"e la resistencia a la tracción de alrededor de ;D55 psi. Si la elocidad de en!riamiento o solidi!icación es demasiado grande para el alor equialente de carbono seleccionado. el ,ierro se puede congelar en el sistema ,ierro-carburo de ,ierro metastable en lugar del sistema ,ierro-gra!ito estable+ lo que resulta en los bordes duros o re!rigeradas en pieas de !undición. El alor equialente de carbono puede ariarse cambiando uno o ambos el carbono " el contenido de silicio. El aumento del contenido de silicio tiene un e!ecto ma"or en la reducción de los bordes duros de aumentar el contenido de carbono en el mismo alor equialente de carbono. El silicio tiene otros e!ectos de cambiar el contenido de carbono de la mecla eutéctica. El aumento del contenido de silicio disminu"e el contenido de carbono de la perlita " elea la temperatura de trans!ormación de la !errita en austenita ms perlita. Esta in!luencia de silicio en los interalos cr/ticos ,a sido discutido por Re,der M.
