Influence of process parameters on the properties of austempered ductile iron (ADI) examined with the use of data mining methods

Influencia de los parámetros de proceso en las propiedades de la fundición dúctil austemplada (ADI) examinada con el uso de métodos de minería de datos

El artículo presenta las oportunidades que ofrece el análisis de minería de datos aplicado a los estudios del efecto de los parámetros del proceso sobre las propiedades mecánicas del ADI. Los métodos aplicados de árboles de regresión y análisis de conglomerados permiten detectar relaciones entre parámetros y también determinar la fuerza y la forma del impacto de los distintos factores. Los resultados de este estudio permiten crear bases de conocimiento para sistemas de apoyo al proceso de toma de decisiones en tecnología.

INTRODUCCIÓN 

La fundición dúctil austenítica, conocida como ADI, es un material de fundición muy interesante debido a (1) sus altas propiedades mecánicas que, comparadas con otros tipos de fundición, hacen del ADI una excelente alternativa para ciertos grados de acero e incluso aleaciones de aluminio, y (2) su coste de producción relativamente bajo comparado con el acero y el aluminio. El ADI tiene una elevada resistencia a la fatiga, es resistente al desgaste y a la abrasión, y ofrece una buena tenacidad [1]. El ADI tiene propiedades funcionales bien probadas, que lo convierten en un material muy atractivo para la fabricación de componentes utilizados en diversos sectores de la industria, como la automoción, el transporte ferroviario y la agricultura [2]. El uso del ADI permite reducir el coste del proceso de producción, entre otras cosas, debido a su alta fluidez que permite la fabricación de piezas intrincadas con forma casi de red y a su buena maquinabilidad antes del tratamiento térmico que aumenta la vida útil de las herramientas [3, 4].

El precio a pagar por tan atractivas características es el exigente proceso de alta precisión de la preparación de la producción de fundición. El ADI se fabrica por esferoidización de la fundición base con una composición química específica, seguida de un tratamiento térmico que implica el proceso de austenitización y transformación isotérmica [5, 6]. Los parámetros que definen este proceso incluyen la composición química, la temperatura y el tiempo de austenitización (TA, tA), y la temperatura y el tiempo de transformación isotérmica (Ti, ti). Los cambios en estos parámetros afectan a la estructura del material y, en consecuencia, también a sus propiedades [7]. Las adiciones de aleantes como el Cu y el Ni pueden reducir la resistencia a la fatiga [8]. Los parámetros importantes son: la resistencia a la tracción, el límite elástico, la tenacidad a la fractura y el alargamiento [9]. Analizando el efecto de la temperatura del tratamiento de ausferritización sobre la resistencia al agrietamiento, puede observarse que con el aumento de la temperatura la tenacidad a la fractura aumenta inicialmente hasta aproximadamente 316 °C y luego disminuye [10].