Effect of Melting Techniques on Ductile Iron castings Properties

Efecto de las técnicas de fusión en las propiedades de las fundiciones de hierro dúctil

El estudio se diseñó para investigar los efectos de la carga, las condiciones de fusión, la nodularización y la inoculación en las propiedades de las piezas fundidas de hierro dúctil. Los resultados mostraron que la temperatura y el tiempo de mantenimiento de la masa fundida en un horno de inducción y la intensidad de la esferoidización influyen en el contenido de carbono y magnesio residual de las piezas de fundición de hierro dúctil. La misma calidad de fundición dúctil puede obtenerse utilizando diferentes composiciones químicas. Las piezas fundidas de fundición dúctil serán ferríticas en el momento de la colada sólo cuando se utilice una gran cantidad de arrabio en la carga y, además, un tratamiento de inoculación de algunos pasos.

INTRODUCCIÓN

El hierro dúctil es uno de los materiales de ingeniería más importantes, en vista de su excelente moldeabilidad, propiedades mecánicas significativamente mejores y bajo costo [1, 2]. Representa el segmento de más rápido crecimiento del mercado del hierro. A medio plazo, cabe esperar que la cuota de mercado del hierro nodular se estabilice entre el 40 % y el 45 % [3]. Alcanzar todo el potencial del hierro dúctil requiere un control superior del proceso metalúrgico, así como los más altos niveles de habilidad para fundir la base de hierro dúctil, esferoidizar e inocular [4].

El primer paso de la producción de fundiciones de hierro dúctil es la cuidadosa selección de los materiales de carga. El manganeso y el cromo tienen la mayor infl uencia en todas las propiedades mecánicas [5]. Por esta razón, su concentración en el metal es de particular importancia. Estos elementos surgen en la carga de chatarra de acero, unidades de hierro y retornos. Se recomienda como práctica comprar chatarra de acero para que el contenido medio de Cr se mantenga por debajo del 0,1 por ciento. Idealmente, se daría el mismo consejo para el manganeso pero, desafortunadamente, todos los desechos de acero contienen manganeso, la mayoría al nivel del 0,5 por ciento. La cantidad de chatarra de acero en la carga debe ser la cantidad que proporcione piezas de fundición lo más libres posible de carburos [4]. Es particularmente importante para la producción de hierro dúctil ferrítico [6]. Los materiales de carga dan como resultado el tamaño promedio de los esferoides de grafito. La cantidad de chatarra de acero también afecta la estructura de la matriz metálica. Aumenta la formación de perlita [7]. La estructura del grafito también se ve afectada por el contenido de carbono. Si el metal inicial no contiene la cantidad de carbono suficiente, entonces las partículas de grafito son de forma compacta [8]. El equivalente de carbono también afecta el tamaño del grano [9]. La estructura de la matriz metálica se ve afectada no solo por el equivalente de carbono sino también por la relación C/Si.