El hierro maleable se funde como hierro blanco , siendo la estructura un carburo metaestable en una matriz perlítica. Mediante un tratamiento térmico de recocido , la estructura frágil como primer molde se transforma en la forma maleable. El carbono se aglomera en pequeños agregados de grafito aproximadamente esféricos que dejan una matriz de ferrita o perlita según el tratamiento térmico exacto utilizado. Tres tipos básicos de hierro maleable son reconocidos dentro de la industria de la fundición: blackheart hierro maleable, Whiteheart hierro maleable y perlítica hierro maleable. [1]
Historia
El hierro maleable se utilizó ya en el siglo IV a. C., y los arqueólogos han descubierto artefactos de hierro maleable entre el siglo IV a. C. y el siglo IX en China. [2] Durante la dinastía Tang , el uso de hierro maleable en China disminuyó, aunque hay artefactos de hierro maleable que datan del siglo IX. [2] El hierro maleable se menciona en Inglaterra en una patente que data de la década de 1670. [3] Réaumur llevó a cabo una extensa investigación sobre el hierro maleable en 1720. Descubrió que las piezas de fundición de hierro que eran demasiado difíciles de trabajar podían ablandarse empaquetándolas en mineral de hierro o escoria de martillo y exponiéndolas a altas temperaturas durante varios días. La creación de hierro maleable comenzó en los Estados Unidos en 1826 cuando Seth Boyden inició una fundición para la producción de herrajes para arneses y otras piezas fundidas pequeñas. [4]
Operaciones de moldeo, tratamiento térmico y post-fundición.
Como hierros similares con el carbono formado en formas esféricas o nodulares, el hierro maleable exhibe buena ductilidad . Considerado incorrectamente por algunos como un material "viejo" o "muerto", el hierro maleable todavía tiene un lugar legítimo en la caja de herramientas del ingeniero de diseño. El hierro maleable es una buena opción para piezas pequeñas o piezas de fundición con secciones transversales delgadas (menos de 0,25 pulgadas, 6,35 mm). Otros hierros nodulares producidos con grafito en forma esférica pueden ser difíciles de producir en estas aplicaciones, debido a la formación de carburos por enfriamiento rápido.
El hierro maleable también exhibe mejores propiedades de tenacidad a la fractura en ambientes de baja temperatura que otros hierros nodulares, debido a su menor contenido de silicio. La temperatura de transición de dúctil a frágil es más baja que muchas otras aleaciones de hierro dúctil.
Para formar correctamente los nódulos de grafito de forma esférica (llamados nódulos de grafito templado o nódulos de carbono templado) en el proceso de recocido, se debe tener cuidado para garantizar que la fundición de hierro se solidifique con una sección transversal de hierro completamente blanca. Las secciones más gruesas de una fundición se enfriarán lentamente, lo que permitirá que se forme algo de grafito primario. Este grafito forma estructuras aleatorias en forma de escamas y no se transformará en carburo durante el tratamiento térmico. Cuando se aplica tensión a una pieza fundida de este tipo en la aplicación, la resistencia a la fractura será menor de lo esperado para el hierro blanco. Se dice que este tipo de hierro tiene una apariencia "moteada". Se pueden aplicar algunas contramedidas para mejorar la formación de la estructura completamente blanca, pero las fundiciones de hierro maleable a menudo evitan producir secciones pesadas.
Después de los procesos de fundición y tratamiento térmico, el hierro maleable se puede moldear mediante trabajo en frío, como el estampado para operaciones de enderezamiento, doblado o acuñación . Esto es posible debido a la propiedad deseable del hierro maleable de ser menos sensible a la velocidad de deformación que otros materiales.
Aplicaciones
A menudo se utiliza para piezas pequeñas que requieren una buena resistencia a la tracción y la capacidad de flexionarse sin romperse (ductilidad). Los usos incluyen accesorios eléctricos, herramientas manuales, accesorios de tubería, arandelas, soportes, accesorios para cercas, accesorios para líneas eléctricas, equipos agrícolas, accesorios para minería y partes de máquinas. [5]
Antes del uso generalizado del hierro maleable en artículos de uso diario, las prensas de banco de alta resistencia se fabricaban con acero fundido . El uso de acero fundido ha disminuido rápidamente en la mayoría de las aplicaciones debido a su escasa capacidad de fundición y, por lo tanto, las prensas fundidas de alta calidad (a diferencia de las forjadas), entre otras herramientas y elementos de la máquina, ahora están hechas casi exclusivamente de hierro maleable.
Ver también
Referencias
- ^ Robert R. Brown (1999). Manual de Foseco Ferrous Foundryman . Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-4284-X.
- ^ a b Donald B. Wagner (1993). Hierro y acero en la antigua China . RODABALLO. pag. 338. ISBN 978-90-04-09632-5.
- ^ Donald B. Wagner (1993). Hierro y acero en la antigua China . RODABALLO. pag. 335. ISBN 978-90-04-09632-5.
- ^ Revista y actas de la Asociación Científica de Hamilton . 1927. Falta o vacío
|title=
( ayuda ) - ^ Harvey E Steinhoff; Gordon B. Mannweiler (1960). Piezas de fundición de hierro maleable . Sociedad de Fundadores maleables.