Fundiciones: Composición, Propiedades y Clasificación Técnica

Fundiciones: Definición y Composición

Las fundiciones son aleaciones Fe-C-Si en las que el contenido en carbono es superior a la cantidad de carbono de saturación de la austenita (2,1% en peso). Generalmente, contienen hasta un 3% en peso de silicio para controlar la cinética de formación de carburos, permitiendo que se forme grafito en lugar de cementita (carburo de hierro) durante la solidificación.

Además, poseen otros elementos que modifican sus propiedades:

• Manganeso (hasta 1,5%) y Fósforo (hasta 1,8%): Proporcionan a la fundición una buena colabilidad, evitando la formación de capas superficiales indeseables.
• Azufre (hasta 0,25%).
• Elementos aleantes (Cu, Mo, Ti, Al): Utilizados para modificar propiedades específicas del material.

Ventajas en el moldeo

Las fundiciones son excelentes para el moldeo debido a:

• Sus temperaturas de fusión y viscosidades bajas en fase líquida.
• Su buena colabilidad.
• Su moderada contracción durante la solidificación y enfriamiento, lo que permite obtener piezas con formas complejas.

Clasificación de las Fundiciones

Existen diversos tipos de fundiciones según su microestructura y proceso de obtención:

1. Fundiciones blancas

Toman su nombre por la superficie de rotura característica, blanca y brillante. Siguen un desarrollo metaestable en el diagrama, es decir, se forma cementita debido a un enfriamiento rápido o a un contenido bajo de silicio. Tras la solidificación, el carbono se encuentra en forma de cementita en una matriz de perlita. Son materiales duros, resistentes al desgaste y frágiles, lo que dificulta su mecanizado. No se pueden forjar ni templar. Se usan, por ejemplo, en rodillos de laminación.

2. Fundiciones grises

Presentan una superficie de rotura gris, consecuencia de la presencia de grafito. El carbono se sitúa entre el 2,5% y el 4% en peso, y el contenido en silicio (2-3%) favorece la precipitación del grafito en lugar de la cementita. El grafito suele precipitar en forma de placas afiladas y puntiagudas en una matriz de perlita, lo que hace al material frágil.

Es preferible que el grafito precipite en forma de nódulos esféricos en una matriz de perlita, lo cual se consigue añadiendo una pequeña cantidad de magnesio (0,05%). Este proceso da lugar a la denominada fundición dúctil.

3. Fundiciones maleables

Se moldean igual que la fundición blanca (mucha cementita y sin grafito) y, posteriormente, se someten a un tratamiento térmico de grafitización (calentando por encima de la temperatura eutectoide y posterior enfriamiento) para obtener precipitados nodulares de grafito. La matriz puede ser de ferrita, martensita o perlita.

4. Fundiciones atruchadas

Son fundiciones intermedias entre la fundición blanca y la gris.