resumen ciencias de los materiales, el hierro y sus aleacionesDescripción completa
Fundición 2015-1
Fabricación de Hierro Gris, Blanco y Nodular A. Harrup Gutiérrez Facultad de Química. Universidad Nacional Autónoma de México 16 de noviembre de 2014. Abstract. Keywords.
1.Objetivos.
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Fabricar hierro gris y nodular. Aplicar las tcnicas de !usión para aleaciones !errosas. "ratar los metales li#uidos con noduli$ante e inoculante para generar el hierro nodular y hierro gris.
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%bservar en las di!erencias generadas por las di!erentes tcnicas por medio de metalogra!&a.
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'valuar las propiedades mec(nicas de las aleaciones !errosas por medio de un ensayo de tensión.
. !ateriales utilizados • •
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Horno de Inducción Quemador para precalentamiento de la olla de colada Molino Chileno Pisoneta Neumática Pirómetro Pirómetro de inmersión Olla de Vaciado Maneral para olla de vaciado Cuchara de Colada Guantes Aluminizados Cascos con careta
ata aluminizada !ermopar !ermopar tipo "#$ Cuchara para toma de muestra preliminar Chatarra de hierro colado Cha Chatar tarra de acer acero o de %a&o %a&o car%ono Arena s'lica (scori)cante *ecar%urante Inoculante +,e-./0#i1 +,e-./0#i1 ,e-.20Mn ,e-230#i-/450M6 entonitas sódica 7 cálcica
". #ntroducción
)os hierros grises* son de los materiales !erros !errosos os m(s emplead empleados+ os+ su nombre nombre se debe a su apariencia cuando se rompe. 'sta aleación !errosa contiene al menos 2, de carbono+ 1, de ilicio+ manganeso+ !ós!oro y a$u!re en di!erentes proporciones+ hay muchos tipos de hierros grises depen pendie diendo de las propiedades #ue se bus#uen+ y del tratamiento #ue se le den. 'n general el hierro gris se presenta como houelas o hierro hierro es!eroidal es!eroidal.. %tro !actor importante importante
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#ue ayuda a la !ormación de gra!ito es la velocidad de solidi!icación de la colada+ una velocidad lenta tender( a producir m(s gra!ito y una matri$ !erritica+ una velocidad moderada tender( a producir una mayor matri$ perl&tica+ para lograr una matri$ 100, !erritica se puede llegar en un tratamiento de recocido. )as !undiciones grises producen una !ractura !r(gil+ es decir+ no presenta de!ormaciones permanentes importantes antes de llevarla a su tensión de rotura. Aun#ue una de las principales ventaas es su alta resistencia al desgaste y !acil ma#uinabilidad ya #ue las houelas de gr(!ito !uncionan como lubricantes. 's !(cil de soldar. /noculantes* )a inoculación es un medio para controlar y meorar la microestructura y las propiedades mec(nicas de los hierros colados. 'l proceso de inoculación provee su!icientes sitios de nucleación para #ue el carbono disuelto precipite como gra!ito en lugar de carburos de hierro cementita3. )os inoculantes m(s comunes son aleaciones de Fei con pe#ueas y de!inidas cantidades de a+ a+ r+ 7r+ "ierras raras y Al. 'emplos de hierros colados no inoculados y con inoculación se muestran en la !igura 1 y la in!luencia de la inoculación sobre las propiedades mec(nicas en la !igura 2. onsecuentemente+ los e!ectos de la inoculación en los hierros grises y d8ctiles son el meoramiento de la ma#uinabilidad+ el incremento de las resistencias y la ductilidad+ se reduce la dure$a y la sensitividad a la sección y se logra una microestructrua m(s homognea. "&picamente+ la inoculación tambin reduce la tendencia a la !ormación del rechupe por solidi!icación
9ierro :odular* Al contrario de una !undición gris+ la cual contiene houelas de gra!ito+ la !undición nodular tiene una estructura de colada #ue contiene part&culas de gra!ito en !orma de pe#ueos nódulos es!eroidales en una matri$ met(lica d8ctil. ;e este modo la !undición nodular tiene una resistencia mucho mayor #ue una !undición gris y un considerable grado de ductilidad+ estas propiedades y otras tantas pueden meorarse con la utili$ación de tratamientos trmicos. Al igual #ue una !undición gris+ este material tiene la ventaa de poseer una e
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an(logas a las de la aleación de 2+5 , de carbono. 'n la $esarrollo %&peri'ental(
-)a primera parte trata de un balance de carga para
pasada imagen se pueden ver los di!erentes tipos de houelas por la norma /%>45. )a !undición blanca es a#uella en la #ue todo el carbono est( combinado bao la !orma de cementita. e distinguen por #ue al !racturarse presenta un color blanco brillante. 's un tipo de !undición menos !luida #ue la gris y al solidi!icarse se produce algo de contracción. 'l porcentae de carbono presente en esta !undición oscila entre un 1+? y un @+6,+ mientras #ue el contenido en silicio es bastante bao+ entre el 0+5 y el 2,. Adem(s de #ue contiene manganeso en cantidades #ue oscilan entre un 0+2 y un 0+?,+ un 0+1?, de !ós!oro y un 0+1, de a$u!re. u estructura es !ibrosa y de grano chico. on a#uellas en las #ue todo el carbono se encuentra combinado bao la !orma de cementita. "odas ellas son aleaciones hipoeutcticas y las trans!ormaciones #ue tienen lugar durante su en!riamiento son
la !abricación de 9ierros olados y 9ierro :odular a base de las materias Ima6en: (l 6ra)to no se primas #ue tuvimos para ;ormó en toda esta sección las dos !undiciones. 7a
)esultados y An*lisis (
Al reali$ar las di!erentes !usiones se llegó a di!erentes resultados. 'ncontramos #ue el un hierro gris no inoculado podemos tener el gra!ito en pe#ueas vecindades+ digamos el gra!ito no esta homogeneamente visible+ es decir no precipita como gr(!ito. uando vemos las im(genes del hierro inoculado podemos encontrar las houelas muy claras+ es decir la inoculación !uncionó como se predio+ se precipitó el gr(!ito en ve$ de !ormar carburos.
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9ierro no /noculado
9/:A->0 'l e!ecto de la inoculación es muy claro en la pasada im(gen mostrando como el carbón precipitó como gr(!ito. egun la norma /% presentada en la introducción se pueden observar di!erentes tipos de houelas. "ipo A y tipo .
9ierro /noculado Ima6en 8 Gracias a la inoculación el 6ra)to precipitó en la matriz 7 se
Ciendo las estructuras de los di!erentes hierros #ue hicimos se pueden observar las !ases presentes y los tipos de houelas #ue presentan.
HBLEDTRANS Enes t ehi e r r ob l a nc os ep ue deob s er v a rl af a sede l e de bur i t at r a ns f o r ma dayc omol o sc ar b ur o s q ue da na t r a pa do se nl ama t r i zge ne r a nd oe s t af a s e.
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HB100
Adem(s de las metalogra!&as+ los ensayos de tensión se hicieron para las di!erentes !undiciones. )os siguientes resultados muestran #ue tanto se alargaron las probetas y cuales su!rieron mayor de!ormación+ es decir la !undición blanca se espera #ue tenga una menor de!ormación ya #ue es el material m(s !r(gil. 'n cambio las !undiciones Drises ya #ue son mas resistentes pueden soportar mayores cargas. 'l material #ue mas resist&o !ue el de las !undiciones nodulares ya #ue el hierro nodular es un poco mas tena$ y ductil #ue los otros dos. )ini
HI NAC2 Hi er r oi noc ul ado .Sepu ed enobs er v arl ashoj uel as , l a sho j u el a sgr u es a ss ont i p oCp er oad emñ as a l g un ass eg r eg ac i o ne s.
)a !uer$a m(
HSI NI NI PERFER
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's importante el tratamiento de inoculación si se re#uiere generar pie$as menos #uebradi$as hierros grises3.
las propiedades de los hierros ya #ue reduce es!uer$os generados por las houelas y los picos.
'n resistencia la !undición con mayor resistencia !ueron los hierros nodulares+ seguido del hierro inoculado y mayor !ragilidad encontrada en las !undiciones blancas.
Bibliora/a. •
)a inoculación es una de las maneras mas 8tiles para meorar las propiedades de los hierros precipitando el gr(!ito evitando la !ormación de otros carburos+ gracias a esto el material se vuelve mas tena$. )os hierros grises tienen meores propiedades #ue las !undiciones blancas ya #ue poseen mayor tenacidad. )a inoculación permite al gra!ito+ aun#ue en el caso de la nodulari$ación meora mucho m(s
https*GGIII.itescam.edu.m>.;F John Dloag and ;ereK ridgIater+ A History of ast !ron in Arc"itecture+ Allen and LnIin+ )ondon 1>4?3
eter H )eIis+ #isaster on t"e #ee$ %o&ert 'te("enson)s Nemesis of *+,- + "empus 200E3 /: 0-E524-4266-2
