1. FUNDICIONES
1.- CARACTERISTICAS GENERALES
- Diagrama de equilibrio Fe-C estable y metaestable
2.- CLASIFICACION DE LAS FUNDICIONES
- Ordinarias: Blancas, Grises, Atruchadas
- Aleadas: De baja y de alta aleación
- Especiales:
- Maleables:
3.- FUNDICIONES BLANCAS: Diagrama de equilibrio metaestable Fe-
Fe3C
4.- FUNDICIONES GRISES: Diagrama de equilibrio estable Fe- C
grafito, Influencia del contenido en silicio y de la velocidad de
enfriamiento
5.- FUNDICIONES ALEADAS
6.- FUNDICIONES MALEABLES
7.- APLICACIONES DE LAS FUNDICIONES: Ventajas e inconvenientes
con respecto a los aceros

2. FUNDICIONES
Son aleaciones Fe-C con un contenido en carbono entre 2.1 y
4.5%. Además contienen habitual-mente: Si (0.5 - 4 %), Mn (0.3 -
2 %), P (0 - 1.5 %), S (< 2 %)
Se obtienen directamente por moldeo o colada y se fabrican en
hornos de cubilote a partir de chatarra y arrabio a los que se
añaden las cantidades precisas de ferroaleaciones (Fe-Si, Fe-Mn)
para ajustar la composición química final del producto.
Por su elevado contenido en C son frágiles y no se pueden
conformar por deformación plástica ni en frío ni en caliente.
Las instalaciones necesarias para su obtención son mas sencillos y
económicas que las usadas en la fabricación de los aceros, y como
las temperaturas de operación son también inferiores, las
fundiciones son materiales más baratos que los aceros.

3. FUNDICIONES
1. Ordinarias: Blancas, Grises, Atruchadas
2. Aleadas:
De baja aleación
De alta aleación
3. Especiales:
4. Maleables:
De corazón blanco - europeas
De corazón negro - americanas
Maleables perlíticas
Con grafito esferoidal
Con grafito difuso

4. DIAGRAMA DE EQULIBRIO
ESTABLE Fe-C
Fe3C (metaestable)→ 3Fe(α) + C(grafito)
Ambos diagramas son prácticamente
idénticos en la región rica en hierro.
T eutéctica y eutectoide (Fe-Fe3C) son
1148 y 727°C,
T eutéctica y eutectoide (Fe-C) 1154 y
738°C
El diagrama también abarca la región del
100% C, donde el grafito sustituye a la
cementita de 6,7% C.
La tendencia a la grafitización se regula mediante la composición y la
velocidad de enfriamiento. Se favorece con el % de Si (> 1%), y con una
velocidad más lenta de enfriamiento durante la solidificación.

5. FUNDICIONES BLANCAS
Mantienen relativamente bajos los contenidos en
C (1.8-3.6%) y Si (0.5-1.9%) y una velocidad de
solidificación elevada.
Durante la solidificación y enfriamiento
evolucionan según el diagrama Fe-Fe3C
metaestable. El C se encuentra en forma de
cementita).
La microestructura de una fundición blanca
contiene grandes cantidades de carburos de Fe
en una matriz perlítica.
La cementita hace que sean duras y resistentes al
desgaste, frágiles y de baja resistencia al
impacto. Son indeformables en frío y muy
difíciles de mecanizar.
Se emplean en recubrimientos y en esferas para fabricar
molinos (equipos de minería y fabricación de cemento) y en
rodillos. También se pueden emplear como material base para
fabricar fundiciones maleables.
Regiones blancas
cementita

6. FUNDICIONES GRISES
Se denominan así a las fundiciones que solidifican y enfrían
según el diagrama hierro-grafito.
Una fundición sigue este diagrama en condiciones de
enfriamiento lento. En la práctica se le añade elementos
grafitizantes como el Si (Al, Ni, Cu). Estos elementos actúan:
1) diluyendo las agrupaciones atómicas de Fe y C impidiendo
su solidificación conjunta; 2) Afinidad, el Fe tiene más
afinidad por estos elementos que por el C y éste solidifica en
forma de grafito.
Para un contenido medio de Si constante, las modificaciones
en la velocidad de enfriamiento hace que varíe la estructura
final de la fundición gris.

7. FUNDICIONES GRISES
ENFRIAMIENTO RÁPIDO:
CEMENTITA + PERLITA (FUNDICIÓN BLANCA)
ENFRIAMIENTO MODERADAMENTE RÁPIDO:
GRAFITO + CEMENTITA + PERLITA
(FUNDICIÓN ATRUCHADA)
ENFRIAMIENTO MODERADO:
GRAFITO + PERLITA (FUNDICIÓN GRIS
PERLITICA)
ENFRIAMIENTO MODERADAMENTE LENTO:
GRAFITO + FERRITA + PERLITA (FUNDICIÓN
GRIS)
ENFRIAMIENTO LENTO:
GRAFITO + FERRITA (FUNDICIÓN GRIS
FERRITICA)

8. FUNDICIONES MALEABLES
Se fabrican por tratamiento térmico aplicado sobre fundiciones
blancas. Podemos distinguir dos tipos:
1. FUNDICION MALEABLE EUROPEA o DE CORAZON BLANCO:
Se fabrica a partir de una fundición blanca por un largo
tratamiento térmico (3 días) a alta T (1000ºC) en una atmósfera
oxidante. El O2 de la atmósfera del horno se combina con el C de
la pieza y se forma CO2 que se incorpora a la corriente gaseosa.
O2 (atmósfera) + C (grafito de la pieza) → CO2 (atmósfera)
La pieza pierde progresivamente C y la estructura final resultante
será casi totalmente ferrítica, con un pequeño porcentaje de
Fe3C.
2. FUNDICION MALEABLE AMERICANA o DE CORAZON
NEGRO:
Se trata a la fundición blanca durante 2 días a 900ºC en una
atmósfera neutra. La composición de la aleación no se modifica,
sino que la cementita de la fundición blanca se transforma en
austenita y grafito (módulos de perfil irregular).

9. FUNDICIONES MALEABLES
Las fundiciones maleables son muy
dúctiles y se moldean bien.
Los tratamientos térmicos de
maleabilización son largos y
costosos.
Las composiciones es de 3% de C y
0.75% de Si para la Fundición Europea
y de 2.5% de C y 1% de Si para la
Americana (el contenido alto de Si
favorece el tratamiento térmico).
grafito

10. FUNDICIONES DÚCTILES
1. CON GRAFITO ESFEROIDAL:
Se fabrican a partir de fundiciones grises en los que el grafito
adopta morfología globular, gracias a la adición de pequeñas
cantidades de Mg (Ca, Na, Ce,…), que actúan como desoxidantes,
desulfurantes y estabilizadores de craburos.
La microestructura son esferoides de grafito dentro de una matriz
que quedes ser perlita, ferrita o ferrito-perlítica. También se añaden
elementos inoculantes, ya que la adición de Mg exclusivamente
blanquearía totalmente la fundición.
Tiene resistencias parecidas al aceros semiduros. Los valores de
resilencia y alargamiento son superiores a los de las fundiciones
ordinarias, pero inferiores a los aceros. Tiene un punto de fusión más
bajo que cualquier otra aleación. Su alta resistencia al desgaste
(ELEMENTOS DE MAQUINAS Y MOTORES). La presencia de
grafito que como autolubricante y facilita la maquinabilidad.

11. FUNDICIONES DÚCTILES
2. CON GRAFITO DIFUSO:
Son fundiciones con grafito esferoidal en partículas finísimas.
En la microestructura aparece una gran cantidad de
pequeñísimos nódulos de grafito repartidos uniformemente por
la masa del metal.
Se parte de una fundición blanca que se somete a temple y
revenido (500ºC) seguido de un recocido a 780ºC en el que se
produce la grafitización en forma difusa.
Contienen % elevados de Mn para obtener una fundición blanca
de colada y facilitar el temple martensítico.
También son susceptibles de tratamientos térmicos para
obtener las propiedades mecánicas necesarias, presentando
alargamientos superiores al 2% y buena resistencia a la fatiga.

12. FUNDICIONES ESPECIALES
Incluimos en este grupo las aleadas.
1. NIQUEL(15-35%) : (Ni-resist, INVAR)
Son productos con alta resistencia al calor y a la acción de
agentes corrosivos. Siendo el Ni un elemento gammágeno, son
todas ellas fundiciones grises de matriz austenítica.
(APARATOS DE CONTROL Y MEDIDA DE ALTA PRESICIÓN).
2. CROMO (6-33%):
Tienen alta resistencia a la corrosión a T elevadas. El Cr es un
elemento alfágeno y antigrafitizante por ello son blancas.
3. SILICIO (6.5-15%):
Son muy resistentes al calor y a la acción de los acidos
habituales. El Si es un elemento alfágeno y grafitizante, son
grises de matriz ferrítica.

13. PROPIEDADES MECÁNICAS

14. Ventajas e inconvenientes de las
fundiciones frente a los aceros
1.- Son más baratas que los aceros e incluso su fabricación es también
mas sencilla ( con instalaciones menos costosas y temperaturas de
fusión más bajas).
2.- Las fundiciones grises pueden resultar más fáciles de mecanizar que
los aceros pero no las blancas.
3.- Se pueden fabricar tanto piezas de grandes dimensiones como de
pequeñas y complicadas.
4.- Para muchos elementos de máquinas y motores son suficientes las
características mecánicas de las fundiciones: Buena resistencia a
tracción, a desgaste, a compresión y absorben bien las vibraciones.
5.- Su fabricación exige menos precauciones que la del acero.
6.- Como presentan temperaturas de fusión más bajas que los aceros
pueden conseguirse fundiciones en estado líquido con gran fluidez y se
facilita la fabricación de piezas de poco espesor, ya que presentan
menos contracción que los aceros y además su fabricación no requiere
el empleo de refractarios especiales.