Fatigue behaviour of synthetic nodular cast irons

Comportamiento de la fundición nodular sintética frente a la fatiga

El artículo muestra la influencia de la composición de la carga en la microestructura, las propiedades a fatiga y los micromecanismos de fallo de fundiciones nodulares. La adición de carburo de silicio metalúrgico (SiC) en las probetas analizadas aumenta el contenido de ferrita en la matriz, disminuye el tamaño del grafito y aumenta el número medio de nódulos grafíticos por unidad de superficie. En consecuencia, mejoran las propiedades mecánicas y de fatiga de la fundición nodular. Las mejores propiedades a la fatiga (resistencia a la fatiga) se alcanzaron en la fundición creada con un 60 % de chatarra de acero y un 40 % de arrabio en la carga básica con aditivo SiC.

INTRODUCCIÓN

La fundición nodular es un grupo de materiales estructurales fundidos con una amplia aplicación en la práctica de la ingeniería (especialmente en la industria del automóvil). Combina una elevada resistencia a la tracción y plasticidad con una elevada resistencia a la fatiga. La fundición nodular puede producirse según el procedimiento de colada clásico o sintético (Figura 1), que es más económico [1, 2].

En los últimos años, la producción de fundición nodular se orienta desde un punto de vista económico hacia las coladas sintéticas, en las que una parte del arrabio más caro de una carga metálica se sustituye por chatarra de acero más barata. La transición del uso tradicional del arrabio (fundiciones clásicas) a la fundición nodular sintética preparada a partir de chatarra de acero requiere la regulación de la composición química de la fundición. La chatarra de acero tiene un bajo contenido de silicio, por lo que el aumento del contenido de silicio hasta la composición eutéctica (S_C ~ 1) se consigue utilizando ferrosilicio (FeSi) o aditivo metalúrgico de carburo de silicio (SiC). Actualmente, se tiende a utilizar carburo de silicio metalúrgico como aditivo siliconizante y carburizante en lugar de ferrosilicio. El aditivo SiC aumenta el número de núcleos de cristalización de grafito en la masa fundida, por lo que aumenta el número de nódulos de grafito por unidad de superficie (disminuye el tamaño de los nódulos de grafito) y, al mismo tiempo, disminuye la susceptibilidad a la aparición de carburo en la estructura. La siguiente influencia del aditivo SiC es su efecto ferritizante cuando aumenta el contenido de ferrita en la matriz [3, 4].

Esta contribución trata de la influencia de la composición de la carga sobre la microestructura, las propiedades de fatiga y los micromecanismos de fallo de las fundiciones nodulares. La carga básica de las coladas experimentales estaba formada por una proporción diferente de arrabio y chatarra de acero.