Comparative analysis of graphite inclusions in chrome cast iron structure

Análisis comparativo de las inclusiones de grafito en la estructura de fundición al cromo

El artículo presenta los resultados de un análisis metalográfico cuantitativo de las inclusiones de grafito en la estructura de fundiciones al cromo, incluida la fundición de la clase Nihard, así como después del tratamiento con carburo de titanio. Para el análisis se utilizó el programa informático ThixometPro. Se evaluaron la forma, el tamaño, el perímetro y la densidad de distribución de las inclusiones de grafito, así como la superficie ocupada por los componentes estructurales y su dispersión. Se demuestra que la introducción de carburo de titanio tiene un efecto favorable en el patrón de las inclusiones de grafito y en algunos parámetros de la estructura en general.

INTRODUCCIÓN

Para obtener piezas con elevadas propiedades de resistencia al desgaste, se utilizan a menudo fundiciones al cromo aleadas, entre las que se incluyen las fundiciones de la clase Nihard. La composición química de estas calidades y algunas propiedades mecánicas se muestran en la Tabla 1.

En la tabla 1 se observa que, a pesar de que la composición elemental es bastante similar, la discrepancia en las propiedades de estas aleaciones es bastante significativa: en la resistencia a la rotura es de aproximadamente el 30 %; en la dureza, casi 2 veces.

Analizando la diferencia en la composición química de estas aleaciones, se ve que difieren casi 2 veces en el contenido de níquel y silicio, y casi 4 veces en cromo, el contenido de carbono difiere ligeramente. El níquel y el silicio no son elementos formadores de carburo; están presentes en la aleación como solución sólida.

Al disolverse en la solución α o γ, estos elementos modifican sus propiedades. En particular, el aumento del contenido de níquel incrementa la tenacidad de la matriz. Esta capacidad única del níquel se utilizó para desarrollar fundición blanca resistente al desgaste con mayor tenacidad [1]. Además, el níquel aumenta algo la resistencia de la solución de matriz aleada. El silicio también contribuye a aumentar la resistencia de la matriz, sin embargo, como se muestra en [2], el aumento de la resistencia de la estructura debido a la disolución del silicio en la ferrita es insignificante y asciende al 1-2 %, especialmente porque el contenido de silicio en esta aleación es bastante bajo.

Así pues, podemos concluir que una diferencia significativa en las propiedades de las aleaciones estudiadas está asociada únicamente al diferente contenido de cromo. El cromo es conocido, en primer lugar, por ser un agente formador de carburos bastante fuerte, y forma carburos no sólo del tipo cementita sino también del tipo Ме₇С₃. En segundo lugar, favorece el blanqueamiento, es decir, la transferencia del grafito al estado ligado. Es lógico suponer que es la presencia de carburos del tipo Сr₃С y Cr₇С₃ lo que determinará la alta dureza y resistencia al desgaste de la aleación ChN₄H₂.