Versa Bar

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Tabla de Contenidos

◗ Introducción HIE HIERRO FUNDIDO: UNDIDO: Evolución de VERSARSA-BAR BAR ..................................................................................................... 04 VERSARSA-BAR BAR ........................................................................................................................................................... 05 Vent a jas d e VERSARSA-BAR....................................................................................................................................... BAR....................................................................................................................................... 06 Bene ficios con VERSASA-BAR .................................................................................................................................. 07 Aplicacione Aplicacione s má s comun es de VERSARSA-BAR......................................................................................................... BAR......................................................................................................... 09

◗ Hierro Gris Descripción Descripción de cla cla ses ............................................................................................................................................ 10 Aplicacione Aplicacione s típica típica s de VER VERSASA-BAR en h ierro g ris ............................................................................................. 11 VERSA ERSA--BAR FC-200 C-200 - Hierro g ris pe rlítico/fe rrítico ...... ...... ...... ...... ....... ...... ...... ...... ...... ....... ...... ...... ...... ....... ...... 12 VERSARSA-BAR BAR FCFC-300 300 - Hierro g ris pe rlítico rlítico ........................................................................................................... 15 VERSARSA-BAR BAR GMI (Gla (Gla ss Mo ld Iron Iron /Hierro pa ra m old e d e vidriería vidriería ) - Hierro Hierro g ris con g ra fito refina do .......... 18 Evaluación de las propieda des mecá nica nica s ............ ................. ........... ............ ............ ............ ........... ........... ............ ............ ............ ........... ........... ............ ............ ........... ........... ........ .. 20

◗ Hierro nodular Descripción Descripción de cla cla ses ............................................................................................................................................ 21 Aplicacione Aplicacione s típica típica s de VE VERSASA-BAR en h ierro no du lar ...................................................................................... 21 VERSARSA-BAR BAR FE FE-40015 40015 - Hierro no du lar fe rrítico rrítico ................................................................................................. 22 VERSARSA-BAR BAR FE FE-45012 45012 - Hierro no du lar fe rrítico/ rrítico/perlítico .................................................................................. 25 VERSARSA-BAR BAR FE FE-55006 55006 - Hierro no du lar perlítico/fe rrítico rrítico .................................................................................. 28 VERSARSA-BAR BAR FE FE-70002 70002 - Hierro no du lar perlítico ................................................................................................ 31 VERSARSA-BAR BAR ADI - Hierro Hierro no du lar a ustem pera do ............................................................................................... 34 Evaluación de las propieda des mecá nica nica s ............ ................. ........... ............ ............ ............ ........... ........... ............ ............ ............ ........... ........... ............ ............ ........... ........... ........ .. 35

◗ Dimensiones estándar Form a s red on da s .............................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .... 36 Form a s recta ng ulare s ........................................................................................................................................... 38 Form a s cua dra da s ............................................................................................................................................. ................................................................................................................................................ ... 39

◗ Información adicional Compa ración relaciona l de Propieda de s mecánicas de VERSASA-BAR BAR y otra s propieda de s................. s....................... ............ ........ .. 40 Grad os de VERSASA-BAR BAR comp a rad os con ot ros está nd a res ........... ................. ............ ............ ............ ........... ........... ............ ............ ............ ........... ........... ........... ..... 41 Fórm ulas út iles iles /Fa /Fa cto res de con con versión versión ............................................................................................................ 42

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Introducción

HIERR RRO O ◗ HIE

FUNDIDO : Evo lució n d e VERS RSAA-BAR BAR

Los hierros hierros g ris ris y nodu lar son a leaciones de hierro-c hierro-caa rbon o-si o-sili lici cio. o. Al hierro fund ido se le a ña de carbo no en cantida des que exceda exceda n la cant idad de éste reten ida en la soluci solución ón sólida sólida austenítica austenítica y precip precipite ite forma ndo g raf ito. El El graf ito pued e esta r en forma de la minillas minillas (hierro (hierro gris) gris) o en n ód ulos (hierro (hierro nod ular). ular). La La s figura s 1a 1a y 1b muestran la m icroestructura icroestructura t ípica ípica de estos do s tipos tipos de hierro.

La f orma y distri distribuci bución ón d el grafito, a sí como la estructura estructura d e la ma triz, triz, afe ctan d irectamen irectamen te las propieda propieda des de l hierro hierro fund ido. Por este mo tivo la selecci selección ón d e la clase correcta correcta de VER VERSASA-BAR BAR o d e cualq uier otro h ierro ierro fund ido es el primer primer y má s cruci cruciaa l paso pa ra el desa rrollo rrollo d e nue vas aplica aplica cion cion es. Ade Ade má s de los tipos estánd ares de hierros hierros fundidos, puede ser necesari necesario o contemplar ciertas ciertas variaciones variaciones a ñad iéndoles aleaciones aleaciones o con procesos procesos de t rata miento té rmico rmico para a yudar a alcanzar las mejores mejores propi propieda eda des meta lúrgic lúrgicas as para ca da necesida necesida d. El técnico de vent a s de VER VERSASA-BAR BAR pued e a yuda rlo rlo a selecci selecciona ona r el ma te ria ria l más ad ecuad o. Cuan to s má s producto s y aplica aplica cione cione s cono cono zcamo s, más po drá VERSASA-BAR BAR respond respond er a sus necesida necesida de s.

La evolución evolución constante de la te cnolog cnolog ía d e fund ición ición del hierro hierro permite permite desarroll desarrollar n uevas aplicaci aplicaciones ones pa ra e l hierro fun dido . Esa Esa evo lución lución se a precia precia cla cla rame nte en la fund ición ición cont inua, y VERSASA-BAR BAR en pa rticular rticular,, está al frent e d e esa evolución. evolución. Nosotros Nosotros esta esta mos perfeccionand perfeccionand o consta consta ntemen te los procesos procesos y técnicas técnicas pa ra of recer más y mejores a lterna tivas económ ica ica s y ob ten er fo rmat os con mejor calida calida d y d esempeño . VE VERSASA-BAR BAR de colada continua es la tecnología de punt a d e este tipo de fundición. fundición.

Fi g u r a 1 a –H i e r r o Gr i s

Fi g u r a 1 b –H i e r r o N o d u l a r

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Introducción

◗ VERSA-BAR El proceso d e fund ición continua ha sido desarrollado como mét odo alternat ivo pa ra la prod ucción de hierro fund ido sin mo ldes o procesos trad iciona les de m oldeo . El proceso consiste en va cia r el hierro fund ido a un horno a limenta do r en cuyo lad o inferior se ha puesto un mo lde de gra fito refrigera do po r ag ua. Se hala horizonta lmente la barra de l horno en la med ida q ue la presión ferrostát ica a limenta el hierro fund ido a t ravés del molde. La fa bricación de l molde a ltament e controlada det ermina la fo rma y estructura de la b arra de fundición continua producida. La refrigera ción con ag ua dent ro del molde inicia el proceso de enfriamiento gra dua l. Esto permite obt ener una solidificación h omo gén ea y una microestructura uniforme. A medida q ue la ba rra recorre la má q uina en t oda su extensión, se completa el proceso de solidificación. Lueg o se corta seg ún las medidas solicitadas por los clientes. (Figura 2).

1. Met a l líquido 2. Boca d e a limenta ción 3. Horno d e a limenta ción 4. Coquilla de g rafito refrige rada por ag ua 5. Rod illos de a poyo 6. Ta blero d e con trol 7. Unida d d e tra cción 8. Unidad de corte 9. Unida d d e q uiebre 10. Barra corta da 11. Entrad a y salida de a gua 12. Camisa de e nfriamiento por ag ua 13. Barra fundida - VERSA-BAR Figu ra 2 –Pro ceso de Fun dición Con t inu a VERSA-BAR

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Introducción

El proceso de fundición continua permite producir barras brutas de fundición con estructura de grano fino. Esa estructura permite meca nizar libremen te , resistencia al desga ste y buen a s propieda de s mecá nica s. Ta les características, combina da s con forma s casi neta mente redond as, recta ngulares, cuad rada s y formas especiales, ha cen de la f und ición cont inua VERSA-BAR un ma terial econó mico d e a lto de sempeño , que se puede a plicar en la prod ucción de muchos compon ent es metá licos. (Figura 3).

Figu ra 3 –For m as Especiales Cercanas a la Geo m et ría Final de la Pieza

◗ Ve n t a ja s

VERSA-BAR

VERSA-BAR presenta mucha s vent a ja s nota bles si se lo comp a ra con ot ros hierros fund idos. Debido a la na turaleza del proceso de fa bricación, se pued en evitar muchos defe ctos típicos de los métod os trad icionales de fundición. Tales defectos costosos, encontra dos en otros fund idos, constituyen la m ayor causa de pérdidas por d ete rioro y ma q uinad o, los cua les rara ment e se encuent ran e n los producto s VERSA-BAR de f und ición continua. Alguno s de estos de fectos pueden ser:

◗

Burbujas de gas: Defectos que o curren interna mente e n la fundición y q ue por lo g eneral presenta n una

apa riencia redond a con superficies internas suaves. A veces son alarg ad as y presentan diferentes ta mañ os. En la pro ducción d e VERSA-BAR, la coq uilla de g raf ito, a l cont rario de los moldes y otros ma te ria les de molde o de fundición t radicionales, no prod uce ga ses al ser somet ida a las altas tempera turas del hierro fund ido.

◗

Rechupes centralizados: vacío forma do por fa lta d e hierro f undido en la sección durant e la solidificación. El

flujo continuo de material fundido a través del horno de alimentación de VERSA-BAR evita que estos defectos ocurran.

◗

Inclusión de escoria: Este residuo no metálico siempre causa problemas en las fundiciones que operan con

mo ldes cerrad os. Por lo g ene ral esas impureza s se de rrama n junto con el hierro d el crisol al mo lde. El proceso VERSA-BAR empieza vertiendo el hierro líquido a l horno d e a liment a ción, e so ha ce que las impureza s tales 6

Introducción

como las escorias floten por encima del hierro líq uido desde d ond e se retiran con fa cilida d y permanecen alejad as de la salida de hierro a l molde de g rafito en la ba se del horno.

◗

Problemas de estanqueidad: En la f undición de arena no e s raro hallar secciones con e structura de gra no

abierto que, al ejercer una presión en aplicaciones con fluidos, puede ocurrir una filtración a través de los micro-orificios en esa e structura a bierta . Con VERSA-BAR, el gra fito refrigera do con a g ua permite un a velocida d d e enf riam iento má s rápida y uniforme del hierro líquido (mód ulo de e nfriam iento). Ese módulo d e enfriamiento es responsable de una característica importante de VERSA-BAR; se trata de la densidad del grano q ue brinda fuerza y protección contra las filtraciones, una característica funda menta l en la producción de compo nen tes h idráulicos. (Véa se Figura 4).

Figu ra 4 –Com po nen tes Hid ráuli cos (“man if old s”, pisto nes, tapas, cuerpo s de válvul as)

◗ Be n e f icio s

d e VERSA-BAR

Comparativamente con el acero (Peso y a mortigua ción) De nsida d d e VERSA-BAR = 0,26 lbs/pu l3 Den sida d d el acero = 0,284 lbs/pul3

La d ensidad de VERSA-BAR es aproximad am ent e un 10% inferior al acero, deb ido a l con ten ido d e carbo no (den sida d = 0,0794 lbs/pul2) en fo rma de gra fito en la estructura d el hierro fund ido. Esto se tra duce en me no r peso y mejores propied a de s de a mort igua miento , por lo ta nto , VERSA-BAR se desempeña mejor, pues reduce el ruido y las vibraciones, una consideración importante para el caso de eng rana jes y otros component es de má quina s. ◗ Menos remoción de rebabado

El proceso de fund ición cont inua de VERSA-BAR permite prod ucir ba rras en d iferente s forma s y dimensiones. Pued en prod ucirse ba rras con d imensione s muy cercana s a las desea da s a la pieza termina da . VERSA-BAR fund ido t iene una superficie libre de incrustaciones de a rena , línea s divisoras, surcos y otro s de fecto s prod ucido s por los vacia de ros y respirad eros encont rad os en ot ras fund iciones. Esto permite h a cer cortes sua ves ininte rrumpido s con meno s tiempo pa ra m ecan izar una pieza de VERSA-BAR. 7

Introducción

◗

Mejor maquinabilidad

Ademá s del bene ficio d e t ener me no s mat erial para remover, VERSA-BAR ofrece ot ras cara cterísticas at ractivas. El alto porcent a je d e g raf ito e n la m icroestructura de VERSA-BAR opera como rompe -viruta s y lubrica nte de mecanización na tural. Con e so se obt iene mayor velocidad de corte y meno r desgaste d e herramienta s. Los mejores resulta do s se o bt ienen con e l hierro g ris ferrítico y t od a s las cla ses de h ierro no dula r de VERSA-BAR. ◗

Grados de elevada resistencia

La fo rma y el ta ma ño de l gra fito af ectan eno rmemente la resistencia d e la barra. Cuan to má s gra nde el nódulo de g rafito, meno s resistencia tend rá. En VERSA-BAR el proceso d e solidificación da como resulta do pa rtículas de g raf ito m uy fina s, con excelente s propieda des me cánicas. ◗

Eliminación de costos en matrices de moldeo (modelos y cajas de machos)

Ya q ue VERSA-BAR se pue de prod ucir en d iferente s ta ma ños y fo rmas, es posible seleccion a r un ta ma ño o forma que se acerque a las dimensiones finales del compo nente por mecanizar. A menudo esto elimina el a lto costo de la fundición mecanizada . Ademá s reducirá considerab lemente el tiempo necesario para obt ener protot ipos o pa rtes de producción y el costo final del producto. ◗

Menor desecho después del mecanizado

En el proceso d e ma q uinado siempre se presenta una lucha contra los def ectos de f undición. Estos problema s se deben t ener en cuenta al costea r el ma quina do. La consistencia es el nomb re del juego en la productividad de l maq uinad o. VERSA-BAR, por ser libre de de fecto s de fu ndición , es el mejor producto en t érminos de maquinado. ◗

Tratamientos térmicos y de superficie

VERSA-BAR a dmite diferent es tipos de t rat a miento s térmicos y ot ros trat a miento s de superficie. Estos procesos pueden mejorar la resistencia a la fatiga, al desgaste y la resistencia a la corrosión. Prácticas tradicionales de tra ta miento té rmico funciona n b ien con VERSA-BAR. (Consulte su servicio local de tra ta miento té rmico a cerca del proceso m ás a decuad o a sus necesidade s). End urecimiento de superficie de gu ías de válvula , recubrimiento d e cromo d uro en mo ldes para vidriería (Figura 5), nitruración y “ disparo” con g rana lla en eng rana jes son ejemplos de los trat am iento s de superficie ut iliza do s en VERSA-BAR.

Figu ra 5 – VERSA -BA R GMI 8

Introducción

◗ Aplica cio ne s

má s co mu ne s de VERSA-BAR

Cualquier compon ente q ue a ctualmente sea producido en hierro gris, nod ular, a cero, a luminio o bronce, se pued e p erfecta ment e con vertir a VERSA-BAR. La Ta bla 1 muestra las a plicacion es má s comunes en las q ue se usa VERSA-BAR, o en las q ue se pue de sustituir el hierro fund ido y ot ros ma te ria les. SEGMENTO DEL MERCADO

COMPONENTES Manifolds, émbo los, t apa s de cilindros,

Hidráulica y neumática

pisto nes de cilindro s, cuerpos de vá lvula s, rotores.

Industria del vidrio

Moldes, pines, punzo nes, cuellos, ma chos.

Polea s, acoples, rodillos, ejes, reg las guía s,

Máquinas y Equipos

bujes, a rande las, tuercas, eng rana jes, contrapesos.

Ta pa s pa ra cojinetes, dista nciado res,

Autopartes

émbo los para pistón de f reno, an illos, guías de válvulas, asientos de válvulas.

Otros

Protectores pa ra t ermopa r, coquillas, retenedores, placas de válvulas, matrices.

Tabla 1 –Ap li cacio ne s típi cas de VERSA -BA R

Estos ejemplos muestran la versatilidad de VERSA-BAR y sus variadas aplicaciones. Desde simples arandelas y polea s, ha sta pieza s comp leja s ta les como m oldes pa ra la industria d el vidrio, a sí como vá lvulas y colectores para la industria hidráulica. Las piezas VERSA-BAR sirven para las aplicaciones más diversas y exigentes. Para ayuda rlo a elegir, cont áctese con nuestro persona l de soporte: Tup y Fund içõe s Lt d a . Telé fo no 55 47 4009 8434 ◗ Nuestro correo electrónico: versa ba [email protected] r ◗

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Hierro Gri s

◗ Descripción

de clases

La s clases de hierro g ris producidas po r fund ición cont inua son las sig uiente s:

◗

VERSA-BAR FC-200 (ASTM A48 Cla se 30) - Hie rro g ris pe rlít ico /f e rrít ico VERSA-BAR FC-300 (ASTM A48 Cla se 40) - Hie rro g ris pe rlít ico

◗

VERSA-BAR GMI (Gla ss Mo ld Iron) - Hierro g ris con g ra fito refina do

◗

En todas estas clases el grafito está presente en forma de laminillas. Las características del grafito y de la matriz influyen en las siguientes propiedades: - Maquinado - Durez a - Resistencia a l desg a ste - Límite de resistencia a la t racción - Acaba do superficia l y otros

La e specificación d el hierro g ris más común cont iene g raf ito f orma VII, tipo A, tam a ño 3 - 6, seg ún la n orma ASTM A247. En la cla se FC-200 el g raf ito e stá distribuido en u na ma triz pe rlítica /fe rrítica. Este ma te rial pued e utilizarse mejor en la fa bricación d e piezas q ue exige n fuerza mediana , buena ab sorción de vibraciones, buena conductivida d térmica y mejor mecanizado .

La clase FC-300 present a la misma distribución de g raf ito, pero e n ma triz esencia lmente p erlítica, q ue a port a mejores propieda des mecánicas y mejor respuesta al t rata miento térmico.

En la clase GMI (molde s para vidriería ) el gra fito e s esencialment e tipo D, ta ma ño 6 – 8 en ma triz ferrítica/ perlítica.

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H i e r ro G r i s

◗ Aplica cio ne s

◗

típica s de VERSA-BAR en hie rro g ris

V E R S A - B A R F C -2 0 0 VERSA-BAR FC-200 – Tien e co mo prin cipa l característica una excelente ma q uinabilidad, permitiendo más velocidad de corte y reducción del desga ste prematuro d e las herram ientas. Es apropiad o pa ra a plicaciones q ue exijan propieda des mecánicas medias, ta les como bujes, poleas, a nillos, ga rrucha s, coq uillas, brida s, ta pones, estructuras de má q uina , cojinetes, a coples, et c.

◗

V E R S A - B A R F C -3 0 0 VERSA-BAR FC-300 – por sus mayores propieda des mecán icas, presenta buen a caba do superficial y b uena estanq ueidad . Resulta muy ad ecuado t am bién para a plicaciones sujeta s al desga ste, ta les como piston es, válvulas hidráu licas, molde s, coq uillas, acop les, espaciadores, etc.

◗

V ER S A -B A R G M I VERSA-BAR GMI – tiene como principal característica un excelente acabado superficial, buena ma quina bilidad y excelente conductivida d t érmica. Adecuad o pa ra la fabricación de piezas para la industria del vidrio, ta les como mo ldes, pines y cuellos, etc.

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H i e r ro G r i s

◗ VERSA-BAR

FC-200 - Hie rro g ris pe rlít ico /f e rrít ico

◗ Descripción

VERSA-BAR FC-200 es un hierro gris cuya característica principal es su excelente maquinabilidad, esto aumenta la velocida d d e corte y reduce el desg a ste prema turo d e las herramient a s. Esta especificación es similar a la ASTM A48 Cla se 30 .

◗ Microestructura

La microestructura típica de VERSA-BAR FC-200 presenta g raf ito en fo rma lamina r, fo rma VII, tipo A, ta ma ño 3 - 6 seg ún la no rma ASTM A247. La ma triz es predom inant emen te perlítica con un 5% a 20% de ferrita. La periferia está compuesta de gra fito t ipo D, tam año 6 – 8 y mat riz esencialmente ferrítica con un 5% máximo de carb uros d ispersos. (Figu ras 6 y 7).

Figu ra 6 –M icroestr uctu ra típica en el n úcleo (VERSA -BA R FC-200 )

Figu ra 7 –M icroestru ctu ra t ípica en la per if eria (VERSA -BA R FC-200 )

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H i e r ro G r i s

◗ Propiedades mecánicas

Los va lores mínimo s de d urez a y límite de resiste ncia a la t ra cción de VERSA-BAR FC-200 se especifican en la Ta bla 2 y se refieren a resulta do s encontra do s en muestras de prueba s tom a da s de la sección radial media d e la ba rra.

Dimensión (p u lg ad a)

h a st a 1.001 1.751 2.501 3.126 3.626 4.376 5.001 5.751

- 1.000 - 1.750 - 2.500 - 3.125 - 3.625 - 4.375 - 5.000 - 5.750 - 10.000

Dureza (m m )

h a st a 25.4 44.4 63.5 79.4 92.1 111.1 127.0 146.0

-

(BHN)

25.4 44.4 63.5 79.4 92.0 111.1 127.0 146.0 254.0

163 - 229 163 - 229 163 - 229 163 - 229 163 - 229 163 - 229 163 - 229 163 - 229 163 - 229

Fuerza de elasticidad (min.) (Psi)

30,000 28,500 27,000 25,500 24,000 22,500 21,000 19,500 18,000

(M Pa)

207 197 186 176 166 155 145 135 124

Tabl a 2 –Dur eza y Lim it e de re sisten cia a la t racción d e VERSA-BA R FC-200

El límite d e resistencia a la tra cción varía seg ún el espesor de la sección y el diám etro de la ba rra (Figura 8). Cuanto más gra nde sea el diámetro d e la ba rra, me nor será su límite de resistencia a la tracción d ebido a las diferentes velocidades de solidificación y enfriamiento. El limite de resistencia a la tracción de una barra de 1 pulga da de diám etro correspon de a 30.000 psi (especificación mínima). Los resulta do s típicos se mu estran en las Figura s 8, 9 y 10. Los resulta do s en d iferente s secciones de la b a rra se muestra n e n las Figura s 9 y 10:

Figu ra 8 –Lim it e de resist enci a a la tr acción de VERSA-BA R FC-200 (result ado s t ípi cos y especif icacio nes míni m as)

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H i e r ro G r i s

Figu ra 9 – Limit e de resisten cia a la t racción en dif erent es punt os de la sección de VERSA-BAR FC-200 (result ado s típicos)

Figu ra 10 – Du rez a d e VERSA-BA R FC-200 (result ado s típi cos y especif icacio nes m íni m as)

◗ Composición química

La co mpo sición q uímica g en era l para VERSA-BAR FC-200, se muest ra e n la Ta bla 3, la s propied a de s mecán ica s depend en d e la composición q uímica. El aná lisis químico se refiere a muestras toma da s del horno d e fusión y pod rán variar lige rament e cuand o son compara da s con la compo sición q uímica de la pieza.

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H i e r ro G r i s

Elemento

%

C1 Si Mn S P

2.0 - 3.70 2.30 - 2.70 0.40 - 0.80 0.20 m á x. 0.10 m á x.

Nota 1: Los rangos del carbono son especificados a ca d a g r u p o d e m e d i d a s p a r a c o n t r o la r e l t ip o y ta mañ o de las laminas de gra fito. La va riación dent ro del mismo es de a proximada mente un 0,20%.

Tabla 3 – Com po sición Qu ím ica d e VERSA -BA R FC-200 ◗ Tratamiento térmico

VERSA-BAR FC-200 puede t rat a rse en a ceite pa ra a umen ta r la dureza en la p eriferia , au ment a nd o a sí la resistencia al d esgaste. Otro trat am iento t érmico usual es el recocido, usado para reducir la dureza, y mejorar el mecan izado. Pa ra tra ta mientos térmicos específicos, póng ase en conta cto con nuestro eq uipo d e soporte técnico.

◗ VERSA-BAR

FC-300 – Hierro g ris pe rlít ico

◗ Descripción

VERSA-BAR FC-300 es un h ierro gris con estructura to ta lmente perlítica q ue le brinda propieda des m ecánicas superiores, buen a caba do superficial y buena capacidad de e ndurecimiento. Otra característica important e q ue conviene señalar es su buena estanq ueidad . Esto d a b uenos resultado s en a plicaciones q ue trab ajan a presión ta les com o co mpo nen te s hidrá ulicos. Esta especificación e s simila r a la ASTM A48 Clase 40. ◗ Microestructura

La microestructura típica de VERSA-BAR FC-300 presenta g raf ito en fo rma lamina r, fo rma VII, tipo A, ta ma ño 3 – 6 según la no rma ASTM A247. La ma triz es predo minan te ment e perlítica, con u n 10% má ximo de ferrita. La periferia present a g raf ito tipo D, ta ma ño 6 - 8 en mat riz ferrítica/perlítica con ap roxima da ment e un 5% de carb uros d ispersos. (Figu ras 11 y 12).

Figu ra 11 –M icroestr uctu ra t ípica en el n úcleo (VERSA -BA R FC-300 )

Figu ra 12 –M icroestr uct ura t ípica en la p erif eria (VERSA -BA R FC-300 ) 15

H i e r ro G r i s

◗ Propiedades Mecánicas

Los va lores mínimo s de d ureza y límite de resisten cia a la t racción d e VERSA-BAR FC-300 son e specifica do s en la Tab la 4 y se refieren a resulta do s encont rado s en muestras de pruebas to mad as de la sección ra dial media d e la barra.

Dimensión (p u lg ad a)

h a st a 1.001 2.001 3.126 4.126 6.251 10.251 13.501

- 1.000 - 2.000 - 3.125 - 4.125 - 6.250 - 10.250 - 13.500 - 21.000

Dureza (m m )

h a st a 25.4 50.8 79.4 104.8 158.7 260.3 342.9 -

(BHN)

25.4 50.8 79.4 104.7 158.7 260.3 345.0 533.4

197 – 285 197 – 269 197 – 269 197 – 269 197 – 269 179 – 255 179 – 255 179 – 255

UTS (min.) (Psi)

40,000 37,000 35,500 34,000 30,000 27,000 25,500 24,000

(M Pa)

276 255 245 235 207 186 176 166

Tabl a 4 –Dur eza y Lim it e de re sisten cia a la t racción d e VERSA-BA R FC-200

El límite de resistencia a la t racción varía seg ún el espesor de la sección y el diá met ro d e la ba rra (Figura 13). Cuanto más gra nde sea el diámetro d e la ba rra, me nor será su límite de resistencia a la tracción d ebido a las diferentes velocida des de solidificación y enfriamiento. La resistencia a la tra cción de una ba rra de 1 pulga da de diá met ro corresponde a 40.000 psi (especificación mínima). Los resulta do s típicos se mue stran e n las Figura s 13, 14 y 15. Los resulta do s en diferen te s secciones de la ba rra se muestra n en las Figuras 14 y 15:

Figu ra 13 –Lim it e de resisten cia a la t racción d e VERSA-BA R FC-300 (resul t ado s t ípi cos y especif icacio nes míni m as)

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H i e r ro G r i s

Figu ra 14 – Limit e de resist encia a l a t racción en dif erent es punt os de la sección de VERSA-BAR FC-300 (result ado s típicos)

Figu ra 15 – Du rez a d e VERSA-BA R FC-300 (result ado s típi cos y especif icacio nes m íni m as) ◗ Composición química

La co mpo sición q uímica g en era l para VERSA-BAR FC-300, se muest ra e n la Ta bla 5, la s propied a de s mecán ica s depend en d e la compo sición q uímica. El aná lisis químico se refiere a muestras toma da s del horno de fusión y pod rán variar ligerament e cuand o son compara da s con la compo sición q uímica de la pieza.

Nota 1: Los rang os del Carbon o son especificado s Elemento 1

C Si Mn S P

%

a ca d a g r u p o d e m e d i d a s p a r a c o n t r o la r e l t ip o y

2.80 - 3.70 2.30 - 2.70 0.40 - 0.80 0.20 m á x. 0.10 m á x.

ta mañ o de las láminas de gra fito. La va riación dent ro del mismo es de a proximada mente un 0,20%.

Tabla 5 – Com po sición Qu ím ica d e VERSA -BA R FC-300 17

H i e r ro G r i s

◗ Tratamiento térmico

Se usa VERSA-BAR FC-300 cua ndo la d ureza es un fa ctor crítico pa ra e l comp one nte , permitiendo utiliza r el trat am iento t érmico para aume nta r la resistencia mecánica, la dureza y la resistencia a l desgaste. Los trat am ientos térmicos más usuales son: Inducción y end urecimiento por llam a templand o e n a ceite. Nuestro eq uipo técnico está a su disposición para ofrecerle má s informa ción técnica sobre el trat amiento té rmico p a ra d imension es específica s.

◗ VERSA-BAR

G MI (G la ss Mo ld Iro n/Hie rro pa ra m o lde d e vid riería ) – Hierro g ris co n g raf ito refina do ◗ Descripción

VERSA-BAR GMI es un hierro gris con grafito, esencialmente tipo D.

Orig inalment e d esarrolla do pa ra la produ cción d e mo ldes para la industria d el vidrio, VERSA-BAR GMI presenta gra fito extremament e refinado que proporciona un excelente a caba do superficial. Se caracteriza t am bién por su excelente ma quinab ilidad y buena conductivida d t érmica.

Cuand o se la some te a ciclos repet itivos de calenta miento /enf ria miento , esta clase d e VERSA-BAR presenta b u e n a e st a b ilid a d d i m e n sio n a l d e b id o a l p e q u e ñ o t a m a ñ o d e l g r a f i t o e n u n a m a t r i z p re d o m i n a n t e m e n t e ferrítica.

◗ Microestructura

La microestructura típica de VERSA-BAR GMI está compuesta por g raf ito refina do , fo rma VII, tipo D (70% mín.), ta ma ño 6 - 8, seg ún la n orma ASTM A247. La ma triz es ferrítica con a proxima da ment e un 15% de p erlita y con un má ximo del 5% de carburos d ispersos. (Véa se figura 16).

Figu ra 16 –M icro estr uct ur a típi ca de VERSA-BA R GM I 18

H i e r ro G r i s


Los valores mínimos de dureza y límite d e resiste ncia a la a tra cción d e VERSA-BAR GMI está n especificad os má s ad elante y se refieren a resultado s encont rado s en cuerpos de prueba t oma dos de la sección rad ial media d e la ba rra.

Limite d e resiste ncia a la t ra cción = 24.600 psi (170 MPa ) min. Dure za (BHN) = 131 - 207

Los resulta do s típicos se present a n en la Figura 17 como sig ue:

Figu ra 17 – Du rez a de VERSA-BA R GM I (result ado s t ípi cos y especi f icacio nes)

◗ Propiedades físicas

Cond uctivida d té rmica (W/m.K) 100 a 400ºC = 41 a 44 Coef icient e d e e xpa nsión t érmica (10-6/K) 20 ºC /20 a 400 ºC = 10 a 12,5


La composición q uímica ge nera l pa ra VERSA-BAR GMI, se mue stra en la Ta bla 6, las propieda des me cánicas depend en d e la composición q uímica. El aná lisis químico se refiere a muestras toma da s del horno d e fusión y pod rán variar ligerament e cuand o son compara da s con la compo sición q uímica de la pieza. Elemento

%

C1 Si Mn S P Ti2

3.10 - 3.80 2.30 - 2.80 0.20 m á x. 0.015 m á x. 0.08 m á x. 0.35 máx.

Nota 1: Los rang os del carbon o son especificado s a cad a g rupo de medidas para controlar el tipo y ta ma ño de la laminilla de g rafito. La variación de ntro del mismo es de a proximada mente un 0,20%.

Nota 2: Se añ ad e titanio pa ra promover la forma ción de g rafito tipo D.

Tabla 7 – Com po sición qu ím ica VERSA -BA R GM I 19

H i e r ro G r i s


VERSA-BAR GMI no es recomendado para endurecimiento. La matriz puede ser transformada totalmente a ferrítica ca lenta ndo ha sta los 800ºC y enf ria r en el horno ha sta 300ºC. Nuestro eq uipo técnico está a su disposición para ofrecerle má s informa ción técnica sobre el trat amiento té rmico p a ra d imension es específica s.

◗ Evalua ció n

de la s propieda de s mecá nica s

◗ Normas:

Las siguientes normas son usadas para evaluar las propiedades mecánicas del hierro gris: • ASTM A48 • ASTM E8 • DIN EN 1561

◗ Sección para tomar la muestra de la prueba

La muestra usada para la prueba mecánica se t oma de la sección t ransversal en ba rras ha sta 5” (Figuras 18 y 19). En ba rras con m eno s de 5” , los cuerpos de prueb a se to ma n de la sección long itudina l. La s muestra s pa ra pruebas se pueden t oma r de o tras secciones en f ormas especiales. La prueba de d ureza se lleva a cabo usan do una bola d e 5 mm con carga de 750 kgf en ba rras con menos de 2” y bolas de 10 mm con carga de 3.000 kgf en barras hasta de 2” .

Figu ra 18 – Evaluació n d e las pro pi edad es m ecáni cas en perfil redondo

Fig ur a 19 –Evaluación de l as pr op ied ade s m ecáni cas en perfil cuadrado

20

Hierro no dular

◗ Descripción

de clases

La s cla ses prod ucida s en hierro no dula r por fund ición cont inua son: • VERSA-BAR FE-40015 (ASTM A536 Cla se 60-40-18) - Hierro no d ula r f err ít ico • VERSA-BAR FE-45012 (ASTM A536 Cla se 65-45-12) - Hierro no d ula r f er rít ico/pe rlítico • VERSA-BAR FE-55006 (ASTM A536 Cla se 80-55-06) - Hierro no d ula r pe rlítico /f err ítico • VERSA-BAR FE-70002 (ASTM A536 Cla se 100-70-03) - Hierro no d ula r pe rlítico

La principal cara cterística d e la s clases de hierro no dula r de VERSA-BAR es su estructura gra fítica esferoida l qu e det ermina la resistencia, la ma q uinabilidad y la resistencia a l desga ste.

Para ob te ner g raf itos tipo I y II – de a cuerdo con la no rma ASTM A247 – es necesario a diciona r algu nos elemen to s q uímicos y/o cond iciones específicas de producción q ue mo difica n el graf ito y lo llevan a la fo rma esferoida l. Esas clases de h ierro no dula r de VERSA-BAR son recomend a da s para a plicaciones que e xig en a ltas propieda des mecánicas, a lta resistencia y excelente estanq ueidad .

El porcenta je de ferrita o perlita en la mat riz de termina las propieda des mecánicas del ma terial y por consiguiente, la clase del producto.

El limite de resistencia a la t racción de l hierro no dula r VERSA-BAR en la cond ición b ruta pued e va ria r de 60.000 a 100.000 psi (400 a 700 MPa ) con a larg a mient os d el 18% a l 3%.

◗ Aplica cio ne s

◗

típica s de VERSA-BAR en hierro no d ula r

V E R S A - B A R F E -4 5 0 1 2 VERSA-BAR FE-45012 - Las principales cara cterísticas del hierro no dula r en la s clases 6040-18 y 65-45-12, con ma triz f errítica y f errítica/ perlítica son la buena ma q uina bilidad, excelente acab ad o superficial y excelente estanq ueidad . Tienen límite de resistencia a la t racción y a larga miento simila res a los aceros SAE 1020/ 1030. Esta clase es buena pa ra a plicaciones ta les como componente s de má q uina s q ue suelen sufrir impa ctos y que sea n resistent es a las fracturas. VERSA-BAR FE-45012 es una excelente elección para component es hidráulicos q ue operan a altas presiones tales como manifolds, pistones, tapas de cilindros, camisas de inyectores, bombas hidráu licas y mo ldes. 21

H i e r ro n o d u l a r

◗ VERSA-BAR

FE-55006 y FE-70002 VERSA-BAR FE-55006 y FE-70002 - El hierro no du lar perlítico/fe rrítico y no du lar perlítico clase s 80-55-06 y 100-70-03 po see n ó pt ima templabilida d, elevada s propieda des mecánicas, limite de resistencia a la t racción y a larga miento similar a la d e lo s a cero s SAE 1040/1045. Esto ha ce que esas clases sean una buena elección para a plicaciones de compo nentes de máq uina s q ue exijan resistencia a l desga ste y trata mientos térmicos superficiales. Algunos ejemplos: engranajes, ejes, pernos para eje, tuercas, cuerpos moledores, vásta go s de pistón , cojinetes, asiento s de válvula , etc.

◗ Hie rro

n o d u la r f e rrít ico - VERSA-BAR FE-40015

◗ Descripción

VERSA-BAR FE-40015 (clase 60-40-18) es un h ierro no du lar co n g ra fito tipo I y II, en un a ma triz com plet a me nt e ferrítica obt enida por trat am iento t érmico. Ademá s de su excelente ma q uinabilidad, la ma triz ferrítica p r o p o rc io n a a l t a t e n a c id a d y a l t a p e rm e a b i lid a d m a g n é t i ca .

Este material presenta en condición bruta de fusión, limite de resistencia a la tracción y alargamiento, similares a l acero SAE 1020 lamina do en ca lient e.

Esta especificación es simila r a la cla se 60-40-18 segú n no rma ASTM A536

◗ Microestructura

La microestructura típica de VERSA-BAR FE-40015 (clase 60-40-18) está constituido por grafito esferoidal, forma I y II, ta ma ño 5 - 8, com o lo ind ica la n orm a ASTM A247. La ma triz es to ta lment e fe rrítica . (Figura s 20 y 21).

Figu ra 20 –M icroestr uctu ra t ípica en el n úcleo (VERSA -BA R FE-40015 )

Figu ra 21 –M icroestr uct ura t ípica en la p erif eria (VERSA -BA R FE-400 15) 22



Los valores mínimos de dureza , límite d e resistencia a la tra cción, limite d e fluencia y ala rga miento de VERSA-BAR FE-40015 (clase 60-40- 18) se mu est ra n e n la Ta b la 7.

Dimensiones

Dureza

(p u lg ad as)

(m m )

1,000 – 21,000

25,4 – 533,4

Limite d e resiste ncia a la t racción = 60.000 psi (414 MPa) min. Limite d e f luencia = 40.000 psi (276 MPa ) min. Alarga miento = 18 (%) min. Tabla 7 – Prop ied ad es me cáni cas de VERSA -BA R FE-40015

Los resulta do s típicos se present a n e n la s Figura s 22, 23 y 24 com o sigu e:

Figu ra 22 –Limit e de resist encia a la t racción y lim it e de f luen cia de VERSA-BAR FE-40015 (resul t ado s típi cos y especif icacio nes m íni m as)

23

(BHN)

131- 207


Figu ra 23 – Du rez a d e V ERSA-BA R FE-40015 (resul t ado s t ípi co y Especif icacio nes)

Figu ra 24 –Al arg am ien t o d e VERSA-BA R FE-40015 (resul t ado s t ípi cos y especi f icacio nes)


La com po sición q uímica g en era l pa ra VERSA-BAR FE-40015 (Clase 60-40-18) se mu estra en la Ta bla 8, la s propiedad es mecá nica s depende n de la composición q uímica. El aná lisis químico se refiere a muestras toma da s del horno d e fusión y pod rán variar ligerame nte cuan do son compa rada s con la compo sición q uímica de la pieza. Elemento

%

C1 Si Mn S P Mg 2

3.30 - 4.00 2.40 - 3.10 0.20 m á x. 0.020 m á x. 0.10 m á x. 0.03 – 0.05

Tab la 8 – Com po sición Qu ím ica d e VERSA-BAR FE-4001 5

Nota 1: Los rang os de carbono son especificado s para cad a g rupo de medida s y la variación dent ro de la misma es de aproxima da mente un 0,20%.

Nota 2: Se adiciona Mg pa ra promover la obt ención de l gra fito esferoida l. 24



VERSA-BAR FE-40015 (clase 60-40-18) pue de te mpla rse en a ceite p a ra a lcanz a r una du reza de aproximadamente 45 HRC. Este ma terial no es recomenda ble para endurecimiento superficial. Sin emba rgo, cuan do se requiere a lta dureza superficial se pued e usar la nitruración pa ra log rarlo. La Figu ra 25 presenta a lguno s resulta do s típicos. Por fa vor conta ctar a nuestro eq uipo técnico pa ra a plicaciones específicas.

Figur a 25 - result ados de dur eza superf icial en m uestr as hierro nod ular f errítico. Nit ruración po r pl asma a 500ºC por 2 ho ras.

◗ VERSA-BAR

FE-45012 – Hierr o n o d u la r f e rrít ico /p e rlít ico

◗ Descripción

VERSA-BAR FE-45012 (cla se 65-45-12) es un h ierro no d ula r con g ra fit o t ipo I y II, en un a ma t riz fe rrítica /pe rlítica obt enida bruta de f undición o po r trata miento t érmico. Este ma terial posee límite de resistencia a la tra cción y limite de fluencia similares a los aceros SAE 1030 laminados en caliente. Sus principales características son la buena m aq uina bilidad , buen acaba do superficial y resistencia a la estanq ueidad. Esta espe cificació n e s simila r a la ASTM A536 cla se 65-45-12.

◗ Microestructura

La microestruct ura típica d e VERSA-BAR FE-45012 (cla se 65-45-12) esta comp uest o d e g raf ito esfe roida l, fo rma s I y II, ta ma ño 5 - 8. La ma triz es esencialment e fe rrítica con a proxima da ment e un 25% de perlita y un má ximo de 5% de carb uros d ispersos. (Figu ras 26 y 27).




◗ Propiedades Mecánicas

Los valores típicos de d ureza , límite d e resistencia a la t racción, límite d e fluencia y ala rga miento de VERSA-BAR FE-45012 (clase 65-45-12) se e spe cifica n en la Ta bla 9.

Dimensiones

Dureza

(p u lg ad a)

(m m )

11.000 – 2.000 2.001 – 21.000

25.4 – 50.8 50.8 – 533.4

(BHN)

143 – 217 143 – 207

Limite d e resiste ncia a la t racción = 65.000 psi (450 MPa ) min. Limite d e flue ncia = 45.000 psi (310 MPa ) min. Alarga miento = 12% min. Tabla 9 –Pro pi ed ad es me cáni cas de VERSA -BA R FE-45012

Los resultados típicos se muestran en las Figuras 28, 29 y 30 como sigue:

Figu ra 28 –Limit e de resist encia a la tr acción y lim it e de fl uen cia de VERSA-BAR FE-45012 (resul t ado s típi cos y especif icacio nes m íni m as)

26


Figu ra 29 – Du rez a d e VERSA-BA R FE-45012 (resul t ado s t ípi co y Especif icacio nes)

Figu ra 30 –Al arg am ien t o d e VERSA-BA R FE-45012 (resul t ado s t ípi cos y especif icacio nes)


La com po sición q uímica g en era l pa ra VERSA-BAR FE-45012 (cla se 65-45-12) se mu est ra en la Ta bla 10, las propieda des mecánicas d ependen de la composición química. El aná lisis q uímico se refiere a muestras toma da s del horno d e fusión y pod rán variar ligerament e cuando son compa rada s con la compo sición química de la pieza.

27


Elemento

%

C1 Si Mn S P Mg 2

3.30 - 4.00 2.40 - 3.10 0.20 m á x. 0.020 m á x. 0.10 m á x. 0.03 – 0.05

Nota 1: Los rang os de carbo no son especificado s para cad a grupo de medidas y la variación d entro de la m isma es de a proxima da ment e un 0,20%.

Nota 2: Se adiciona Mg pa ra promover la obt ención de l gra fito esferoida l.

Tab la 10 –Com po sición Qu ím ica d e VERSA-BAR FE-4501 2 ◗ Tratamiento térmico

VERSA-BAR FE-45012 (clase 65-45-12) pue de te mpla rse en a ceite p a ra a lcanz a r una du reza de aproximadamente 45 HRC. Este ma terial no es recomend ab le para h acer endurecimiento superficial ta les como llam a y trat am iento térmico por inducción. Cuan do se requiere una dureza superficial a lta, se recomienda un t rata miento t érmico de nitruración. Por fa vor contacta r a nuestro eq uipo técnico pa ra a plicaciones específicas.

◗ VERSA-BAR

FE-55006 – Hie rro n o d u la r P e rlit ico /Fe rrít ico

◗ Descripción

VERSA-BAR FE-55006 (clase 80-55-06) es un hierro no du lar con g ra fito tipo I y II, e n una ma triz p erlítica / ferrítica . Esta ma triz perlítica/ferrítica of rece propieda de s mecánicas superiores, buen a caba do superficial y buen e ndurecimiento, lo q ue permite aplicaciones para pa rtes que req uieran a lto límite de resistencia a la tracción y resistencia al desgaste. En su cond ición bruta de f und ición este ma terial of rece límite d e resistencia a la t racción y limite d e fluencia similares a los acero s SAE 1040 la mina do s en calient e. Esta especificación e s simila r seg ún la no rma ASTM A536 a la clase 80-55-06.

◗ Microestructura

La microestruct ura típica d e VERSA-BAR FE-55006 (clase 80-55-06) está comp uest a de g raf ito esfe roida l, fo rma I y II, t a ma ño 5 – 8 seg ún la norma ASTM A247. La ma triz es perlítica/ferrítica con a proxima da ment e un 50% de ferrita y un 5% má ximo de carburos d ispersos. (Véa nse fig uras 31 y 32).





Los valores mínimos de dureza , límite d e resistencia a la tra cción, límite d e fluencia y ala rga miento de VERSA-BAR FE-55006 está n e specifica d o s en la Ta bla 11 Dimensiones

Dureza

(p u lg ad a)

(m m )

1,000 – 3,000 3,001 – 21,000

2,.4 – 76,2 76,2 – 533,4

(BHN)

187 – 269 187 – 255

Limite d e resiste ncia a la t ensión = 80.000 psi (552 MPa ) min. Limite d e f luencia = 55.000 psi (380 MPa ) min. Alarga miento = 6 (%) min. Tabla 11 – Pro pi ed ad es me cán icas de VERSA- BAR FE-550 06

Los resulta do s típicos se present a n e n la s Figura s 33, 34 y 35 com o sigu e:

Figu ra 33 –Limit e de resist encia a la t racción y lim it e de fl uen cia de VERSA-BAR FE-55006 (result ado s típicos y especif icacio nes m íni m as)

Figu ra 34 – Du rez a d e VERSA-BA R FE-55006 (resul t ado s típi cos y especif icacio nes m íni m as) 29

Versa Bar

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