acería
OPTIMIZACIÓN
de composición química
y tecnología de fabricación
de hierro esferoidal austenítico
1)
Haduch Z.1, Rczka J.2, Tabor A.2
Universidad de Monterrey, 2) Politécnico de Cracovia, Polonia
INTRODUCCIÓN
El hierro fundido esferoidal, debido a sus buenas
propiedades mecánicas y tecnológicas, es un material
de amplia aplicación en la industria automotriz, máquinas de agricultura y fundición de tubos, accesorios,
etc. [1,2]
Las primeras investigaciones de propiedades y
métodos de fabricación de hierro fundido esferoidal
se hicieron en Polonia en el Instituto de Fundición en
los años cincuentas. Se elaboró un método ecológico
de esferoidización en el cual barra de magnesio de
diámetro de 20 – 30 mm se introduce al hierro líquido a
un caldero hermético (JPK). [3] Gracias a colaboración
del Instituto de Fundición y la industria se elaboraron
los métodos de fabricación de hierro esferoidal de alta
calidad con la matriz ferrítica, perlítica y ferrítico-perlítica. En el Politécnico de Cracovia se elaboró el método
de fabricación de hierro esferoidal austenítico de alta
calidad. [6]
El primer hierro fundido austenítico con alto contenido de níquel llamado Ni-Resist elaboró International
Nickel Ltd. en año 1930 [7,8]. Esta aleación presenta
alta resistencia a la corrosión química, alta temperatura
y corrosión gaseosa. Se aplica mucho en Estados Unidos y Europa, presentando en los años setentas 6%
de crecimiento de producción al año y muy amplia
aplicación en la industria [9].
La estructura de este hierro se constituye de austenita y grafito, frecuentemente con precipitaciones de
carburo eutéctico el cual se obtiene como resultado de
desplazamiento de temperatura eutectoide por debajo de temperatura ambiente como resultado de inte-
4 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
racción de níquel, cobre y magnesio [8]. De esto resulta
que el níquel aumenta estabilidad de austenita en área
de temperatura de transformación perlítica y bainítica,
limitando en una vez el área de transformación perlítica. Aumentando la cantidad del níquel en el hierro se
aumenta la facilidad de formación de la estructura bainítica (especialmente con presencia de molibdeno) o
martensítica. Si el níquel sobrepasa el límite de 18%
se obtiene la matriz austenítica estable, su estabilidad
depende del espesor de la pared de la pieza fundida
y de la presencia de los elementos como; Cu, Cr, Mn,
Si, [10].
Un análisis de los datos de este problema presenta
que hay mucho conocimiento sobre los factores que
determinan la formación de la estructura de hierro esferoidal y la fase de austenita, sin embargo, conocimiento del proceso de fabricación y fundición, su comporta-miento en condiciones específicas, a temperaturas
altas y bajas, no es suficiente. Las investigaciones de
estos problemas se desarrollan en el Politécnico de
Cracovia, Polonia.
INVESTIGACIONES PROPIAS
Al fin de obtener las propiedades mecánicas requeridas en específicas condiciones de trabajo se programó una variación de la composición química del hierro
inicial cambiando también la cantidad de elementos de
aleación (Ni, Cr, Mn) esferoidisantes y modificadores.
Las coladas se prepararon en el Instituto de Fundición
en un horno de inducción de la frecuencia mediana de
capacidad de 60 kg y refractario básico.
De los límites de la composición química de hierro