Más información sobre la fundición de grafito esferoidal

La fundición de grafito esferoidal (fundición SG) se ha convertido en un material clave para la ingeniería y la fabricación modernas. Debido a sus propiedades superiores, como alta resistencia, buena ductilidad y resistencia a la fatiga, la fundición de grafito esferoidal encuentra amplias aplicaciones en los sectores de la automoción, la maquinaria y la construcción. El material se fabrica mediante un elaborado proceso que convierte la estructura de grafito en escamas ordinarias del hierro fundido en estructuras esféricas para mejorar enormemente su rendimiento.

Este artículo le informará sobre la composición, el proceso de fabricación, las propiedades, las aplicaciones y las ventajas de la fundición de grafito esferoidal como material preferido para aplicaciones industriales exigentes.

¿Qué es la fundición de grafito esferoidal?

La fundición de grafito esferoidal (o fundición dúctil) es un material de alta resistencia que se forma añadiendo magnesio a la fundición. Lo hace añadiendo algunos minerales a la masa fundida, lo que hace que el grafito de la fundición se forme como esferas (nodular) al solidificarse, en contraposición a la estructura normal de escamas que se observa en la fundición gris estándar. El resultado es un material híbrido que combina la colabilidad de la fundición con las prestaciones mecánicas del acero, lo que lo hace más versátil y resistente que la fundición gris.

Estas estructuras del grafito esférico contribuyen a evitar la fragilidad de la fundición gris y ayudan a la fundición SG a dispersar y absorber las tensiones mejor que la primera. Estas propiedades han llevado a su uso en diversas aplicaciones de alta resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste.

¿Cómo se fabrica la fundición de grafito esferoidal?

El hierro SG se produce mediante un proceso llamado "nodulización" o "ductilización". Durante este proceso, añadimos pequeñas cantidades de magnesio (o a veces cerio) al hierro fundido. El magnesio reacciona con el carbono del hierro, convirtiendo el grafito en esferoidal.

El proceso de fundición está estrechamente regulado y exige un excelente rendimiento en lo que se refiere a la gestión de la temperatura y la composición química. Este proceso suele constar de las siguientes fases:

• Fundición
• Adición de magnesio
• Fundición

A continuación, las piezas pueden mecanizarse para darles la forma adecuada. Con una resistencia a la tracción, ductilidad y resistencia a la fatiga superiores a las de la fundición gris convencional, el producto acabado poseerá unas propiedades mecánicas mejoradas.

SG Iron frente a la fundición tradicional

Composición de fundición de grafito esferoidal

La fundición de grafito esferoidal suele estar hecha de hierro, carbono, silicio, manganeso, azufre y fósforo. La principal diferencia entre el hierro SG y el SG no fabricado es la acuñación de magnesio u otros representantes nodulizantes, que dan lugar a la formación de grafito en forma de nódulos redondos. Esto da lugar a mejores propiedades del material, especialmente en lo que se refiere a resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste.

La fundición gris, en cambio, tiene una microestructura de grafito en forma de escamas. La fundición gris es fácil de moldear y tiene buena maquinabilidad, pero su estructura de grafito en escamas la hace relativamente quebradiza y propensa a fracturarse bajo tensión. La estructura esférica del grafito, en el caso de la fundición SG, da como resultado unas propiedades mecánicas significativamente mejoradas, especialmente en lo que se refiere a la resistencia a la tracción y a la fatiga.

Diferencia entre fundición gris y fundición de grafito esferoidal

Microestructura: En la fundición gris, la estructura del grafito está formada por grandes ángulos copos. Esto da lugar a unas propiedades mecánicas inferiores, como una menor resistencia a la tracción y una baja ductilidad. A diferencia de la fundición, el hierro SG tiene forma esferoidal o nodular. grafitode la fundición, lo que le confiere una mejor distribución de las tensiones que la fundición y evita la fragilidad asociada a ésta.

Resistencia: La resistencia a la tracción de la fundición SG es considerablemente mayor que la de la fundición gris. La fundición gris es útil en aplicaciones no portantes, pero es más propensa a agrietarse bajo tensión.

Ductilidad: Como los nódulos de grafito son esféricos, la fundición SG es mucho más dúctil que la fundición gris; es decir, puede absorber mucha más deformación bajo tensión sin agrietarse. En cambio, la fundición gris, con su grafito en escamas, es más quebradiza y provoca la aparición temprana de grietas bajo esfuerzos de tracción.

Aplicaciones: Gracias a su capacidad de fundición, la fundición gris es perfecta para entornos sometidos a grandes esfuerzos, como los que se encuentran en componentes de automoción (por ejemplo, bloques de motor y cigüeñales), maquinaria pesada y sistemas de tuberías. Debido a su fragilidad, la fundición gris se utiliza más comúnmente para aplicaciones de resistencia y ductilidad no críticas, como bases de máquinas, utensilios de cocina y artículos decorativos.

Tipos de fundición de grafito esferoidal

Grafito esferoidal Grados de hierro

Existen varios grados de hierro SG, que tienen propiedades mecánicas diferentes y se utilizan para distintos fines. Uno de los sistemas de clasificación más utilizados es el ASTM A536, que clasifica el hierro SG en tres categorías principales:

• Grado 60-40-18:

Tiene una resistencia a la tracción de 60.000 psi, un límite elástico de 40.000 psi y un alargamiento de 18%. Se utiliza normalmente para piezas de automóviles, equipos industriales, etc.

• Grado 80-55-06:

Proporciona una mayor resistencia a la tracción y se utiliza para aplicaciones más rigurosas, como recipientes a presión y equipos pesados.

• Grado 100-70-03:

Contiene un alto porcentaje de fibras para una máxima resistencia a la tracción, comúnmente encontradas en aplicaciones de muy alto estrés como la aeroespacial y piezas de automoción de muy alto rendimiento.

SG Fundición dúctil

Otro tipo de fundición de grafito esferoidal es la fundición dúctil SG, que tiene mayor ductilidad debido a la adición de algunos elementos de aleación como el cobre, níquelo cromo. Este material se utiliza especialmente en aplicaciones que requieren a la vez una gran resistencia y ductilidad, por ejemplo, en piezas de suspensión de automóviles, tuberías y maquinaria industrial, etc.

Propiedades de la fundición de grafito esferoidal

Resistencia a la tracción

La resistencia a la tracción del hierro sg es muy alta. Debido a los nódulos esféricos de grafito tiene una estructura en capas ordenada, lo que aumenta la resistencia del material para aplicaciones de soporte de carga.

Ductilidad y tenacidad

La fundición de grafito esferoidal presenta una gran ductilidad y tenacidad. La microestructura de grafito nodular permite que el material se deforme bajo tensión sin partirse, lo que le confiere una tenacidad muy superior a la de la fundición esferoidal. hierro fundido gris. Esto confiere al hierro SG una capacidad de absorción de impactos y tensiones, vital para aplicaciones pesadas.

Resistencia a la fatiga

El uso de grafito esférico también mejora las propiedades de fatiga del material. Como resultado, el hierro SG es adecuado para aplicaciones en las que las piezas experimentan tensiones o vibraciones repetitivas, incluidos los elementos de automoción y la maquinaria pesada.

Microestructura de la fundición de grafito esferoidal

La fundición de grafito esferoidal tiene una estructura microscópica en la que el grafito libre en una matriz de austenita adquiere una forma esférica beneficiosa para un sistema de matriz metálica. La formación de nódulos de grafito se suspende homogéneamente en la matriz, lo que confiere al material propiedades mecánicas homogéneas.

¿Qué significa SG de hierro?

El término "SG" que significa "grafito esferoidal" se utiliza comúnmente indistintamente con "hierro dúctil". Fit y la planta de procesamiento de tratamiento térmico, puede mejorar las propiedades del material sobre el mismo, tales como una mayor resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste. Es un tipo de hierro fundido, buscar la calidad intermedia (nivel dos) en la fundición, conocida como fundición dúctil. La fundición dúctil, también conocida como fundición de grafito esferoidal o fundición de grafito esferoidal, se desarrolla a partir de hierro con alto contenido en silicio y es una aleación de nuevo desarrollo.

Aplicaciones de la fundición de grafito esferoidal

Industria del automóvil

El sector de la automoción del mercado mundial de tubos de hierro SG incluye la fundición de bloques de motor, cigüeñales, componentes de frenos y otros componentes. Es adecuado para componentes de automoción importantes que están sometidos a tensiones y desgastes interminables debido a su alta resistencia, resistencia a la fatiga y tenacidad.

Tuberías y accesorios

El hierro SG tiene una resistencia a la corrosión y unas propiedades mecánicas superiores, por lo que también se utiliza para fabricar tuberías de agua, gas y alcantarillado y sus accesorios. Por su capacidad para soportar la presión y resistir la corrosión, es especialmente adecuado para su uso bajo presión.

Maquinaria pesada

Los productos fabricados con hierro SG suelen incluir piezas de maquinaria pesada como engranajes, ejes y carcasas.

Ventajas de la fundición de grafito esferoidal

Fuerza mejorada

Tiene mayor resistencia a la tracción que otros materiales, por lo que puede utilizarse en aplicaciones de alto rendimiento. Su propiedad de absorción de golpes y tensiones ayuda a minimizar la probabilidad de fallo.

Relación coste-eficacia

El hierro SG es un material con propiedades significativamente mejoradas, pero sigue siendo relativamente barato en comparación con otros materiales de mayor resistencia, como el acero. Y ofrece un gran valor para los sectores que necesitan componentes duraderos y de buen rendimiento a bajo coste.

Versatilidad

La permeabilidad del hierro SG permite emplearlo en diversos usos, como piezas de automoción y maquinaria, fontanería y piezas de construcción. Su versatilidad lo convierte en uno de los más utilizados.

Retos de la fundición de grafito esferoidal

Costes de producción

La producción de hierro SG es más complicada que la de fundición gris, y la adición de agentes nodulizantes puede elevar los costes. Pero las ventajas de la fundición SG suelen compensar su elevado coste.

Defectos de fundición

Como ocurre con todos los materiales de fundición, el hierro SG puede presentar defectos como contracción, porosidad e inclusiones. Pero esos problemas pueden paliarse mediante un control de calidad y unas prácticas de fundición adecuadas.

Tendencias futuras de la fundición de grafito esferoidal

Avances tecnológicos

A ello contribuye también la mejora de la tecnología de fundición, como la fundición en 3D y la fundición de precisión. Estos avances permiten a los fabricantes crear formas cada vez más complejas y reducir el desperdicio de material.

Sostenibilidad

Parece que el hierro SG va a llenar ese vacío, ya que las industrias demandan opciones más ecológicas. Tiene la ventaja de ser duradero y reciclable, lo que repercute significativamente en la fabricación sostenible.

Conclusión

La fundición de grafito esferoidal es un material versátil y de alto rendimiento con claras ventajas sobre la fundición tradicional. Su resistencia, ductilidad y versatilidad superiores lo han convertido en un material de referencia en diversos sectores. Esta propiedad del material podría fomentar el uso del hierro SG en diversos entornos, especialmente con los futuros avances en las tecnologías de fabricación.