Studying the chrome-nickel cast iron structure and properties after modification on industrial samples

Estudio de la estructura y las propiedades de la fundición de cromo-níquel tras su modificación en muestras industriales

En este artículo se presentan los resultados del estudio de la estructura y las propiedades de muestras de fundición de cromo-níquel obtenidas en condiciones de producción. El hierro fundido con una determinada proporción de silicio y cromo fundido en un horno de arco industrial se trató con carburo de titanio seguido de una modificación con un modificador complejo que contenía (Microscopio electrónico de barrido). Como resultado del ajuste de la composición y del tratamiento adecuado, se formó una estructura mixta representada por una matriz de austenita-ledeburita, carburos de hierro, cromo y titanio y una pequeña cantidad de grafito libre, tanto laminar como esférico. Esta estructura se caracteriza por una mayor resistencia al desgaste y al impacto en comparación con el Nihard-2, pero al mismo tiempo presenta una menor dureza.

INTRODUCCIÓN

Una de las tendencias en la mejora de las propiedades de las aleaciones del grupo Nihard es la formación de una estructura mixta, es decir, una estructura en la que el carbono está presente tanto en la fase de carburo como en forma de inclusiones de grafito [1].

En trabajos [2,3] se demostró que el volumen y la morfología de la fase de grafito en Nihards se ven afectados por el contenido de silicio.

El contenido de silicio debe equilibrarse con un cierto contenido de cromo, de lo contrario, comienza el proceso de precipitación de carbono en forma libre. Cr : Si = 2,5:1 es la relación óptima, y el contenido de silicio por debajo del 0,5 % es indeseable, porque disminuye la fluidez de la fundición y aumenta el riesgo de defectos de fundición [4]. Por lo tanto, reduciendo la relación entre el silicio y el cromo, es posible obtener cierto contenido de grafito libre en la estructura Nihard. En trabajos [1, 5-7], utilizando el método de planificación de Yates, se demostró que en la relación Cr:Si=1,4:1 aparecen inclusiones de grafito en fundiciones de la clase Nihard, y el volumen, la forma y la longitud de las laminillas dependen en gran medida de la relación Cr:S. Estudios anteriores (nuestro trabajo) mostraron que a una determinada relación Cr:Si [8,9] y con la introducción de carburo de titanio en la cantidad de 0,5 - 1,0 %, aparece una cierta cantidad de grafito laminar en la estructura. Tras la modificación, parte del grafito laminar se transforma en una forma esférica. Como resultado, se forma una estructura mixta representada por una matriz de austeniteledeburita, cementita y grafito libre de diversas formas. Muestras de laboratorio demostraron [10] que las piezas fundidas obtenidas con esa tecnología presentaban una mayor resistencia al desgaste que las piezas fundidas obtenidas con el Nihard-2 clásico.

En la planta de producción de Parkhomenko (Sociedad de Responsabilidad Limitada "Planta de construcción de maquinaria de Karaganda") se llevaron a cabo pruebas piloto de la tecnología desarrollada de fabricación de piezas sustituibles. Como aleación experimental se utilizó la aleación de composición indicada en la tabla 1. Como muestra de referencia se utilizó hierro fundido Nihard-2.