Mathematical formalisms to represent knowledge concerning the production process of austempered ductile iron

Formalismos matemáticos para representar los conocimientos relativos al proceso de producción de la fundición dúctil austemplada

El objetivo de este estudio es desarrollar herramientas informáticas para el cálculo del diagrama de equilibrio de fases Fe - Fe3C. El diagrama de equilibrio de fases tiene una importancia fundamental en la ciencia de los materiales y en los procesos de tratamiento térmico de las aleaciones ferrosas. Permite predecir la microestructura del acero al carbono en estado recocido y facilita la selección de la temperatura adecuada para el proceso de tratamiento térmico. La elección de los valores correctos de los parámetros del proceso de tratamiento térmico es esencial en la producción de fundición dúctil austemplada (ADI).

INTRODUCCIÓN

El proceso de producción de ADI a partir de fundición dúctil comprende dos etapas: la austenitización a una temperatura superior al punto Ac1 y el posterior austemplado en el intervalo de temperaturas de transformación de la bainita. Las propiedades del producto resultante dependen de la calidad de los materiales de base (la estructura de la fundición dúctil, en particular) y de los parámetros tecnológicos del tratamiento térmico (tiempo, temperatura y velocidad de enfriamiento). El objetivo del tratamiento térmico es obtener un material cuyas propiedades resultantes sean superiores a las del producto de partida[1]. Las más comúnmente consideradas son las propiedades mecánicas como la resistencia a la tracción Rm, el límite elástico Rp0,2, el alargamiento A5, la dureza HB y la tenacidad KC.

La producción de ADI puede representarse esquemáticamente como un proceso de cinco pasos, que implican [2]

• Etapa 1: fabricación de piezas de fundición de hierro dúctil caracterizadas por una alta templabilidad, que suele conseguirse añadiendo Ni, Cu o Mo.
• Etapa 2: recocido (austenitización) de las piezas fundidas a una temperatura de 850 ÷ 950 °C y durante un tiempo de 0,5 a 3 horas (según el peso y la forma de la pieza fundida), para obtener la máxima saturación de austenita con carbono procedente de la descomposición de la perlita y del grafito parcialmente disuelto.
• Etapa 3: enfriamiento de las piezas fundidas, generalmente en un baño de sal, hasta la temperatura de austemperización en un intervalo de 230 ÷ 400 °C a una velocidad suficiente para evitar la formación de perlita.