FUNDICIONES
CAPÍTULO II
2. FUNDAMENTO TEORICO
2.1 Generalidades de las fundiciones
Con el nombre genérico de fundiciones se designa a un grupo muy importante de aleaciones a base de hierro con diversos contenidos de carbono y silicio, en las cuales el carbono se encuentra en cantidad superior a la que puede retener la austenita en disolución sólida a temperatura eutéctica (2%).
Por lo tanto, contiene entre 2 y 6,67% de carbono. Como el alto contenido de carbono tiene a hacer muy frágil al hierro fundido, la mayoría de los tipos manufacturados comercialmente están en el intervalo de 2,5 al 4% de carbono.
Cuando las fundiciones contienen otros elementos químicos especialmente añadidos o en cantidades suficientes para modificar apreciablemente sus estructuras o características físicas y mecánicas, entonces reciben el nombre de fundiciones aleadas, bien entendido que el silicio, el manganeso, fósforo y azufre, contenidos normalmente en las materias primas que sirven para su fabricación, no se consideran como elementos de aleación.
Actualmente, en el mundo las fundiciones se producen en mayor tonelaje que cualquier otro tipo de aleaciones fundidas, debido a sus buenas propiedades y numerosas aplicaciones.
A la importante familia férrea de las fundiciones pertenecen diversas clases, las cuales dependen, entre otros factores, de la composición química, velocidad y condiciones de enfriamiento y tratamientos térmicos posteriores. Entre ellas se encuentra: fundición gris, blanca, atruchada, maleable europea, maleable americana y nodular.
En términos generales, la cantidad de carbono así como el contenido en silicio, en una fundición determinan sus propiedades potenciales.
En las aleaciones Fe-C, el principal efecto del silicio es la de acelerar la velocidad de formación del grafito o la descomposición del carburo de hierro bajo la influencia del calor. El mecanismo de este efecto no se ha podido explicar de un modo
-8- completamente satisfactorio, pero la realidad es que existe, siendo fundamental para la metalurgia de la fundición.
2.1.1 Clasificación de las fundiciones. Las fundiciones de hierro se pueden clasificar en base a varios criterios, aunque antiguamente se dividía en cuatro grupos: blancas, atruchadas, grises y maleables, en la actualidad se han sumado otras importantes.
En la Tabla 1 se puede observar algunas de las propiedades físicas comparativas a cada una de las principales fundiciones de hierro, clasificadas de Mejor a Peor.
Se puede analizar que las Fundiciones Nodulares tienen índice de mérito en la relación de la Resistencia/Peso, comparativas a las del Acero.
Además de comparar que las fundiciones por su resistencia a la corrosión, abrasión, costo de fabricación, colabilidad y amortiguación de vibraciones son de mejores características que el acero.
2.1.1.1 Por su fractura. Este tipo de clasificación se debe a las características morfológicas luego que se da la fractura de una pieza fundida de hierro, en esta se divide en tres grupos: Blancas, atruchadas y grises.
Las fundiciones blancas cuando la velocidad de enfriamiento en la solidificación es muy alta y contiene bajos contenidos de silicio. Las fundiciones presentan una fractura blanca y brillante.
La fundición gris tiene el más alto contenido de silicio y un moderado para la fundición atruchada y tienen enfriamientos más lentos que favorecen que el grafito se presente en forma de láminas u hojuelas. En la fundición gris la tonalidad es más obscura y moderada para la atruchada.
Las fundiciones nodulares como las maleables presentan fracturas de colores obscuros, debido que el grafito se encuentra en forma de nódulos o rosetas.
2.1.1.2 Por la velocidad de enfriamiento. La velocidad de enfriamiento juega un papel muy importante para conseguir no solamente el tipo de fundición sino también la matriz. A continuación se mostrara un diagrama que enseña didácticamente su clasificación tomando en cuenta el porcentaje comercial de carbono y las diferentes velocidades de enfriamiento.
Figura 5. Variedad de microestructuras según la variación de temperatura y componentes
2.1.1.3 Por la designación comercial y microestructural. A continuación se detalla la clasificación alternativa que orienta en la designación comercial de las Fundiciones de Hierro.
2.1.1.4 Por la forma del grafito. Existen siete grupos que la Norma ASTM A 247- 67 los clasifica, esto es mediante la exploración de la muestra pulida bajo el microscopio, el inspector puede observar las formas de grafito en la estructura. Los siguientes siete grupos son los principales formas representativas del hierro gris, hierro maleable y dúctil.
Los siguientes siete grupos son los principales formas representativas del hierro gris, hierro maleable y dúctil.
El tipo I es la forma del grafito normal y deseable por lo general en hierro dúctil, aunque la presencia de tipo II es la forma de grafito que tiene poco perjuicio de sus propiedades, el tipo III es la forma más frecuente de grafito en la fundición maleable después del recocido de la fundición blanca. Muchas fundiciones maleables pueden contener tipos I y II.
Formas de grafito representados por tipos IV y VI a menudo se producen en hierro dúctil, en relación al tipo I y II. Los porcentajes de cada tipo de grafito se estiman mediante la observación, o mejor, al contar las partículas de cada tipo. El tipo VII es la forma de grafito en escamas generalmente se observa en el hierro gris.
La norma ISO 945 también clasifica la forma del grafito y lo realiza en seis tipos, le excluye a la forma de grafito explotado.
A continuación se presenta una tabla que muestra claramente las formas de grafito, las principales características y el por qué de su aparición.
2.1.2 Diagrama hierro-carbono estable. El diagrama hierro-carbono que se señala al estudiar los aceros y las fundiciones blancas, se denomina diagrama metaestable y corresponde a aleaciones hierro-carbono de bajo contenido en silicio.
Las transformaciones que se producen en los calentamientos y enfriamientos de las fundiciones grises deben estudiarse con ayuda de un diagrama-hierro carbono un poco diferente del de los aceros, que se llama diagrama-carbono estable (que señala los fenómenos y transformaciones estables correspondientes a las aleaciones hierrocarbono), y se refiere, en general, a aleaciones de alto contenido en silicio (1-4%generalmente). Una característica de este diagrama estable es que sus constituyentes son grafito y hierro en lugar de cementita y hierro, que son los constituyentes del diagrama metaestable.
Otra circunstancia importante que debe de cumplirse para que las transformaciones se verifiquen de acuerdo con el diagrama estable, además de un alto contenido en silicio es que el enfriamiento de las aleaciones se realice de una forma lenta.
Así como los aceros en los procesos de enfriamiento lento sufren transformaciones de acuerdo con el diagrama metaestable, en cambio las fundiciones no se transforman exclusivamente según el diagrama estable, sino que puede decirse que; por regla general, una parte de las transformaciones se realiza de acuerdo con el diagrama estable y otras según el metaestable
El diagrama estable que se ha señalado en la figura 8, correspondiente a 1,5% de silicio, que es un contenido que se puede considerar como medio entre los utilizados en las fundiciones grises de uso corriente. Se observa que en el diagrama estable las líneas de transformación están desplazadas hacia arriba y hacia la izquierda.
Los contenidos en carbono de las aleaciones eutécticas y eutectoides del diagrama estable, varían con el contenido en silicio de las fundiciones y son inferiores a los que corresponden al diagrama metaestable. En las transformaciones del diagrama estable, para una temperatura determinada, la austenita es capaz de disolver menor cantidad de carbono que el que se disuelve a la misma temperatura la austenita cuando las transformaciones se hacen de acuerdo con el diagrama metaestable.
En la Figura 9 se señalan variaciones que experimenta el contenido en carbono de las composiciones eutécticas y eutectoides al variar el contenido en silicio.
Observando la figura, se ve que con cierta aproximación se puede conocer fácilmente el contenido en carbono de la aleación eutéctica y de la perlita de fundiciones de diverso contenido en silicio con ayuda de las siguientes fórmulas:
En la figura 10 nos muestra el rango de composiciones de carbono y silicio de las Fundiciones de Hierro y Acero comunes. Se puede observar que las Fundiciones Esferoidales se encuentran en el rango de 1,7% al 2,7% de Si y desde el 3,1% al 4,1% en C.
2.1.2.1 Silicio en el hierro fundido. El silicio es un elemento muy importante en la metalurgia de los hierros fundidos, incrementa la fluidez y tiene efecto sobre la solidificación de aleación fundida. La composición eutéctica se mueve a la izquierda (aproximadamente 0,30% de carbono por cada 1% de silicio), lo cual abate efectivamente la temperatura a la cual la aleación empieza a solidificar. Conforme aumenta el contenido de silicio, disminuye el área de campo de la austenita, el contenido de carbono eutectoide decrece y la transformación eutectoide ocurre sobre un intervalo que se amplía.
El silicio es un grafitizador y si no está contrabalanceo por los elementos de promoción de carburos, favorece la solidificación de acuerdo al sistema de estable hierro-grafito.
Por ende, durante la solidificación en presencia de silicio, el carbono se precipita como grafito primario. Una vez que ha constituido el grafito primario, su forma no puede alterarse por ningún método.
En la Figura 11 se puede ver el Diagrama de Maurer, que fue uno de los primeros que señalaron de una forma clara la relación que existe entre los porcentajes de carbono y silicio, y las clases de fundición que se obtiene en cada caso.
Este diagrama ha sido perfeccionado por otros investigadores, siendo en la actualidad Norbury uno de los más aceptados. Estos diagramas se refieren a un determinado espesor y una clase de molde y no se destaca en ellos la influencia de la velocidad de enfriamiento.
2.1.3 Principales microconstituyentes de las fundiciones. Los microconstituyentes más comunes en las fundiciones son la ferrita, la cementita, la perlita y el grafito y la steadita.
2.1.3.1 Ferrita. La ferrita del acero con el de la fundición, se diferencia en que esta suele contener en disolución cantidades importantes de silicio que eleva su dureza y resistencia. Así, por ejemplo, desde valores de 28kg/mm2 y 90 HB en los aceros, aumenta la resistencia y la dureza de la ferrita a 45kg/mm2 y 120 HB con 2,5% de silicio.
2.1.3.2 Ferrita-α. Es una solución sólida intersticial de carbono en hierro-α; posee una estructura BCC (cúbica de cuerpo centrado). La ferrita-α puede disolver hasta 0.0218% de carbono a 727 º C, ya que los espacios intersticiales de la estructura son muy pequeños.
2.1.3.3 Ferrita-δ. Es una solución sólida intersticial de carbono en hierro-δ, que posee una estructura BCC. La solubilidad máxima de esta fase es de 0.09% de carbono a 1495ºC.
2.1.3.4 Austenita (γ). Solución sólida intersticial de carbono en hierro-γ; tiene una estructura cristalina FCC (cúbica centrada en las caras), la que permite el alojamiento de mayor cantidad de átomos de carbono sin distorsionar con mucha severidad la estructura matriz. El carbono es un estabilizador de la austenita; su solubilidad alcanza un máximo de 2.11% C a 1148°C.
2.1.3.5 Cementita. Conocido también como carburo de hierro (Fe3C), es una fase metaestable que contiene 6.67% C; concentración que coincide con el 100% molar del compuesto intermetálico. Esta fase es dura, quebradiza y tiende a descomponerse según la siguiente reacción:
2.1.3.6 Perlita. Es un producto de la reacción eutectoide; donde la austenita se transforma en ferrita-α y cementita a temperatura constante (727ºC aprox.). La perlita se observa, en el microscopio, como una mezcla laminar alternada de las dos fases mencionadas por lo que es más dura y resistente que la ferrita-α y más blanda y dúctil que la cementita. Conviene señalar que debido a la presencia de silicio el contenido de carbono de la perlita de las fundiciones es inferior al de los aceros.
2.1.3.7 Grafito. Es la forma elemental del carbono. Es blando y de color gris oscuro encontrándose en estado libre en algunas fundiciones ejerciendo una influencia en sus propiedades y características; dependiendo de su tamaño, forma y distribución.
En las fundiciones grises el grafito forma hojuelas, en las maleables se presenta en forma de nódulos, en las dúctiles en forma de esferas.
En forma de hojuelas el grafito en cantidades importantes disminuye la dureza, la resistencia y el módulo de elasticidad; además reduce la ductilidad, plasticidad y tenacidad.
Por otra parte esta mejora la resistencia al desgaste y a la corrosión, además mejora la maquinabilidad y reduce las contracciones en la solidificación. La disminución de resistencia y tenacidad es menor cuando el grafito se presenta en forma de nódulos o esferas.
2.1.3.8 Steadita. Es un compuesto de naturaleza eutéctica, duro y frágil y de bajo punto de fusión (960º) que aparecen en las fundiciones de alto contenido en fósforo, es decir que se presenta cuando el porcentaje de fósforo es mayor al 0,15%.
En las fundiciones grises la steadita está compuesta de un eutéctico celular binario de ferrita y fosfuro de hierro. En las fundiciones atruchadas y blancas la steadita está constituida por un eutéctico ternario de ferrita, fosfuro de hierro y cementita.
2.1.4 Influencia de otros elementos en las fundiciones. Se señalará a continuación la influencia del azufre y fósforo, manganeso, oxígeno e hidrógeno.
2.1.4.1 Azufre. Se opone a la grafitización del carbono y favorece a la formación de cementita. Su influencia en ausencia del manganeso es verdaderamente sensible.
El azufre tiene una fuerte afinidad con el manganeso formando sulfuro de manganeso que no tiene influencia alguna en la formación de grafito o cementita. Cuando el contenido de azufre es excesivo en una fundición con poco manganeso, forma con el hierro, sulfuro de hierro que favorece la formación de cementita y tiende a blanquear la fundición. En las fundiciones los contenidos de azufre pueden variar de 0,01% a 0,2%.
2.1.4.2 Fósforo. El fósforo se suele añadir a propósito a la fundición con el objeto de favorecer a la colabilidad, debido a la formación del eutéctico steadita de bajo punto de fusión, cuando se quiere fabricar piezas de forma complicada. El fósforo no ejerce influencia muy sensible sobre la grafitización del carbono en las fundiciones, pero se puede decir que en general, se opone ligeramente a ella. La presencia del fósforo aumenta la fragilidad y la dureza.
Un contenido normal de fósforo en las fundiciones es de 0,15%, empleándose contenidos más bajos si se desea alta resistencia y contenidos más altos si se desea mejor colabilidad.
2.1.4.3 Manganeso. Al igual que el fósforo se opone a la formación de grafito y favorece a la formación de cementita. Tiende a aumentar la dureza dificultando el mecanizado. La presencia del manganeso se justifica en la neutralización del azufre, evitando la formación de sulfuro de hierro, formando sulfuro de manganeso. Normalmente las fundiciones suelen contener de 0,4 a 1,5% de manganeso.
2.1.4.4 Oxígeno.- Es un antigrafitizante enérgico, en las fundiciones se encuentra presente en forma de inclusiones no metálicas, en forma de óxidos. Cuando los porcentajes de oxígeno son elevados la colabilidad del metal disminuye, se producen rechupes.
2.1.4.5 Hidrógeno.- Cuando se presenta en un porcentaje importante forma porosidades. El hidrógeno puede provenir de la humedad de los moldes o de vapor de agua. La solubilidad del hidrógeno en la fundición aumenta con el porcentaje de silicio.
2.2 Fundición nodular
Para reducir el problema de la fragilidad y aumentar su ductilidad de las fundiciones con grafito laminar, se desarrolló la fundición nodular, en la cual el grafito se presenta bajo la forma esférica o nodular, siendo la matriz de tipo perlítico, ferrítico o la combinación de ellas.
La fundición nodular es el miembro más joven de la familia de las aleaciones férreas, formando con las maleables un puente entre las propiedades de las fundiciones grises y los aceros moldeados. En el año 1948, H. Morrogh, de la British Cast Iron Research
Association, presentó la posibilidad de obtener fundiciones nodulares mediante la adición de cerio.
En el mismo año, la Internacional Niquel Co. también producía estas fundiciones, pero mediante la adición de magnesio. A la forma de tipo nodular, en la que se presenta el carbono libre de estos materiales, se debe sus buenas propiedades.
Hierro dúctil no es un solo material, sino una familia de hierros fundidos versátiles que exhibe una amplia gama de propiedades que se obtienen a través de control de la microestructura. La característica microestructural más importante y sobresaliente de todos los hierros dúctiles es la presencia de nódulos de grafito, que actúan como "crack pararrayos" dando ductilidad y tenacidad, superior a otras fundiciones, e igual a los aceros forjados. La matriz en la que los nódulos de grafito se dispersan juega un papel significativo en la determinación de las propiedades mecánicas.
En la tabla 4 se observa que el control de la matriz, obtenidos en hierro dúctil convencional o bien "en bruto de colada" a través de una combinación de la composición y el control del proceso, o por medio de tratamiento térmico, da al diseñador la posibilidad de seleccionar el grado de hierro dúctil, que proporciona la combinación más adecuada de propiedades.
La tabla ilustra la amplia gama de resistencia, ductilidad y dureza ofrecido por hierro dúctil convencional. Los hierros de alta ductilidad, ferríticos proporcionan un alargamiento en el intervalo de 18-30 por ciento, con resistencias a la tracción equivalentes a las encontradas en acero de bajo carbono.
Hierros dúctiles perlíticos, como se observa, tienen resistencias a la tracción superior a
120 ksi (825 MPa), pero ductilidad reducida.
El hierro dúctil Austemperado (ADI), ofrece aún mayores propiedades mecánicas y resistencia al desgaste; según el grado proporcionar resistencia a la tracción superior a 230 ksi (1600 MPa).
Hierros dúctiles aleados, puede ser seleccionado para proporcionar a la fluencia y resistencia a la oxidación a altas temperaturas, resistencia a los ciclos térmicos, la resistencia a la corrosión, propiedades magnéticas especiales, o tenacidad a baja temperatura.
Los usos numerosos y exitosos de hierro dúctil en componentes críticos en todos los sectores de la industria destacan su versatilidad y sugieren muchas aplicaciones adicionales.
2.2.1 Clasificación de las fundiciones nodulares
2.2.1.1 Clasificación de las fundiciones nodulares por el tipo de matriz. A continuación se enumerara cada uno de los tipos, que se podrían clasificar por el tipo de matriz.
Fundición nodular de matriz ferrítica. Esferoides de grafito en una matriz de ferrita proporciona una buena ductilidad y resistencia al impacto y con una resistencia a la tracción y límite de elasticidad equivalente a un acero de bajo carbono. Hierro
Dúctil ferrítico se pueden producir "colada en bruto", pero se puede dar un tratamiento térmico de recocido para asegurar la máxima ductilidad y tenacidad a baja temperatura.
Fundición nodular de matriz ferrítica-perlítica. Estos son el grado más común de hierro dúctil y se producen normalmente en condición de "colada en bruto". Los esferoides de grafito están en una matriz que contiene tanto ferrita y perlita. Las propiedades son intermedias entre los ferríticos y perlíticos, con buena maquinabilidad y bajo costo de producción.
Fundición nodular de matriz perlítica. Esferoides de grafito en una matriz de perlita da como resultado una alta resistencia, buena resistencia al desgaste, buena ductilidad y resistencia al impacto moderado. La maquinabilidad es también superior a los aceros de propiedades físicas comparables.
Los tipos de hierro dúctil mencionados son los más comunes y se utilizan normalmente en la condición de colada, pero el hierro dúctil puede también ser aleado y/o tratado con calor para una amplia variedad de aplicaciones adicionales; de estas se enumeran las siguientes.
Fundición nodular martensítica. Este tipo de fundición se obtiene con la adición de elementos que evitan la formación de perlita y un tratamiento térmico controlado. Su característica es la elevada resistencia al desgaste, elevada dureza y fragilidad.
Fundición nodular astenítica. Se obtiene mediante la adición de elementos aleantes que estabilizan a la matriz austenítica. Tiene excelente resistencia mecánica, resistencia a la corrosión, buenas propiedades magnéticas y estabilidad dimensional a elevadas temperaturas.
Fundición nodulares bainíticas. Se obtiene mediante un tratamiento térmico que consiste en el temple austenítico (austempering) que proporciona una resistencia mecánica cercana o doble de la fundición nodular de matriz perlítica, se caracteriza por su elevada ductilidad y tenacidad. Esta combinación de propiedades eleva la resistencia a la fatiga del material. En el lenguaje industrial, el nodular bainítico se conoce como ADI (Austémpering Ductil Iron).
2.2.1.2 Clasificación de las fundiciones nodulares por las especificaciones. El propósito de las especificaciones para fundiciones de hierro dúctil es proporcionar un conjunto de información que puede ser utilizado con confianza, por el diseñador y fundidor para seleccionar, definir y acordar un conjunto de propiedades específicas que se asegurará de que las piezas coladas cumplan con el uso previsto del diseñador.
El uso de especificaciones estándar simplifica la compra de piezas de fundición de múltiples proveedores, ya que define un estándar de fundición cuyas propiedades satisface las necesidades de los diseñadores, independientemente de dónde o cómo se produjeran las piezas de fundición.
Las especificaciones deben ser elegidas cuidadosamente y usarse con moderación para garantizar que se definan adecuadamente las necesidades de los diseñadores sin añadir restricciones innecesarias que restringen las opciones de los proveedores, complicar el proceso de fundición y aumentar el costo de la fundición. Es responsabilidad tanto del diseñador y el fundidor a tener en cuenta el papel y las limitaciones de las especificaciones y de acuerdo a una especificación que proporciona la relación óptima de rendimiento a los costos. Corresponde al diseñador especificar un conjunto de propiedades - mecánico, físico, químico o dimensiones - que mejor se adapte a la fundición para su propósito.
2.2.2 Proceso de fabricación de fundiciones nodulares. Las funciones nodulares se fabrican tratando el hierro líquido con bajo porcentaje de azufre (0,02% en peso) en cuchara y porcentaje de fósforo (0,1% en peso), con un aditivo que contiene magnesio
(0,04 a 0,06% en peso), para luego ser inoculado usando una aleación de magnesio que contiene a su vez hierro y magnesio minutos antes de ser vertido. En general los rangos de composición química son similares a los de la fundición gris, pero existe un sin número de diferencias.
Para obtener la mejor combinación de resistencia, ductilidad y tenacidad, la materia prima debe ser escogida de modo que sea de baja en impurezas. Primero, se procede con la desulfuración, el azufre ocasiona el crecimiento del grafito en forma de hojuelas en vez de en forma esférica. Los hierros de bajo contenido de azufre se obtienen fundiendo cargas de material de alta calidad o mezclando el hierro con un agente desulfurante, como el Carburo de Calcio (Ca C2).
Por consiguiente se procede con la nodulación o nodulización; el magnesio añadido en el paso de nodulización, elimina cualquier azufre y cualquier oxígeno remanentes en el metal líquido, y genera un residuo de 0,03% de Mg, que causa el crecimiento del grafito esferoidal. El magnesio se añade cerca de los 1500ºc pero se evapora alrededor de los 1150ºC. Se utilizan técnicas y aleaciones nodulizantes especiales para reducir la violencia a la reacción.
Por último, se llega a la inoculación, el magnesio es un estabilizador efectivo del carburo; en consecuencia, la nodulización provoca la formación de hierro blanco durante la solidificación. Hay que inocular el hierro con aleaciones de ferrosilicio magnesio que contenga entre 50% y 85% de silicio para producir sitios de nucleación para el grafito.
2.2.3 Características de las fundiciones nodulares. A continuación se va a describir algunas de las características más relevantes de las Fundiciones Nodulares.
Al contrario de una fundición gris, la cual contiene hojuelas de grafito, la fundición nodular tiene una estructura de colada que contiene partículas de grafito en forma de pequeños nódulos esferoidales en una matriz metálica dúctil. De este modo la fundición nodular tiene una resistencia mucho mayor que una fundición gris y un considerable grado de ductilidad, estas propiedades y otras tantas pueden mejorarse con la utilización de tratamientos térmicos.
Al igual que una fundición gris, este material tiene la ventaja de poseer una excelente fluidez. De este modo es posible obtener piezas de reducidos espesores, siempre que se asegure un flujo lineal y calmado a la hora de llenar los moldes, esto es imprescindible para evitar el endurecimiento de los bordes y la formación de carburos en las secciones más delgadas.
Para obtener la mejor combinación de resistencia, ductilidad y tenacidad, la materia prima debe ser escogida de modo que sea baja en impurezas. Particularmente deben evitarse aquellos elementos que promueven la reacción perlítica de la matriz.
El elemento que controla el tipo de matriz es el manganeso, si se pretende conseguir una matriz ferrítica de colada, el contenido de manganeso no debe superar el 0.2% y si se desea obtener una matriz perlítica sin la utilización de tratamientos térmicos, el contenido de manganeso debe alcanzar el 1% en peso.
La fundición nodular tiene varios usos estructurales, particularmente aquellos que requieren resistencia y tenacidad combinados con buena maquinabilidad y bajo costo.
Entre las exclusivas propiedades de la fundición nodular se incluyen la facilidad para realizar tratamientos térmicos, ya que el carbono libre de la matriz se puede disolver a cualquier nivel para ajustar su dureza y propiedades mecánicas. El carbono libre puede ser endurecido selectivamente por temple a la llama, inducción, método láser o haz de electrones. De este modo, un recocido de 3 hrs a 650ºC puede otorgar tenacidad a las bajas temperaturas. También se puede al realizar un austemperado para obtener una fundición ADI, la cual posee un alto límite de fluencia, gran resistencia a la fatiga, alta tenacidad y excelente resistencia al desgaste.
La fundición nodular es menos densa que el acero y la diferencia de peso entre ambos puede llegar al 10% en el mismo espesor.
Por último, el contenido del grafito proporciona características de lubricación en engranajes móviles debido a su bajo coeficiente de fricción. Las cajas de engranajes pueden funcionar con mayor eficiencia si están fabricadas con fundición nodular.
