Fatigue crack growth behavior of nodular cast iron subjected to two-step austempering

Comportamiento del crecimiento de grietas por fatiga en fundición nodular sometida a austemplado en dos etapas

El objetivo de este estudio era investigar el comportamiento de las grietas de fatiga en la fundición nodular tratada térmicamente con austempering en dos etapas. En este estudio, el material se recalentó inicialmente a 260 °C durante 10 minutos y, a continuación, se aumentó la temperatura a 280 °C, 310 °C y 340 °C con un tiempo de mantenimiento de 60 minutos y 120 minutos. Los resultados de estos tratamientos mostraron que la propagación de grietas por fatiga era más lenta a la temperatura de austemperización de 340 °C con un tiempo de mantenimiento de 60 minutos que a temperaturas más bajas (280 °C y 310 °C) y con un tiempo más largo (120 minutos). La máxima resistencia a la propagación de grietas por fatiga se produjo con el tiempo de mantenimiento de 60 minutos en comparación con el tiempo de mantenimiento de 120 minutos.

INTRODUCCIÓN

Los resultados de las pruebas metalúrgicas han demostrado que la adición de magnesio a la fundición puede producir grafito redondeado. En cuanto a sus propiedades mecánicas, la resistencia a la tracción del grafito puede duplicarse y su ductilidad es comparable a la del acero al carbono.

El magnesio reacciona primero con el azufre para formar una esfera de grafito. Las escamas esféricas de grafito hacen que la fuerza de trabajo no se concentre, sino que se propague hacia el arco de la esfera de grafito para que pueda soportar cargas más pesadas [1]. Para mejorar las buenas propiedades de la fundición nodular, se pueden añadir determinados elementos de aleación y realizar un tratamiento térmico. La fundición nodular resultante del tratamiento térmico se denomina fundición dúctil austemplada o abreviada como ADI.

La industria ha encontrado una gran variedad de materiales y combinaciones de procesos que presentan una buena solidez y resistencia al desgaste para lograr una mayor vida útil de los componentes. Desde hace tiempo se reconoce que la fundición dúctil austemplada tiene una alta ductilidad, resistencia, resistencia al desgaste, tenacidad y maquinabilidad que puede sustituir al acero forjado en muchos propósitos [2, 3]. Además, se ha demostrado que el ADI es el material adecuado para una alta resistencia al desgaste por abrasión. Incluso se supone que el ADI tiene mejor resistencia al desgaste que el acero forjado. Con esta naturaleza, el ADI puede sustituir al acero forjado para diversas aplicaciones [4], como para fabricar rejas de arado, árboles de levas y herramientas agrícolas [5].

La investigación asociada a las propiedades mecánicas se llevó a cabo examinando la alta resistencia a la tracción y la tenacidad a la fractura del ADI sometido al austemplado en dos pasos [6].