Fundición de acero
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La fundición de acero es una forma especializada de fundición que implica la fundición de diversos tipos de acero hasta obtener una forma final o casi final . Las fundiciones de acero se utilizan cuando las fundiciones de hierro no pueden ofrecer suficiente resistencia o resistencia a los golpes. [1]
Entre los ejemplos de artículos que son piezas fundidas de acero se incluyen: ruedas de turbinas hidroeléctricas , prensas de forja , engranajes , bastidores de vagones de ferrocarril , cuerpos de válvulas , carcasas de bombas , maquinaria minera , equipos marinos , turbinas de turbocompresores y bloques de cilindros de motores . [1]
Las piezas de fundición de acero se clasifican en dos grupos generales: aceros al carbono y aceros aleados . [1]
Colabilidad del acero
El acero es más difícil de fundir que el hierro. Tiene un punto de fusión más alto y una mayor tasa de contracción, lo que requiere consideración durante el diseño del molde. Se debe dar a las mazarotas más capacidad de extracción a medida que el metal se enfría y se encoge. Se debe prestar atención al espesor de las cavidades del molde, ya que las áreas más delgadas se enfriarán más rápido que las áreas más gruesas, lo que puede crear puntos de tensión internos que pueden provocar fracturas.
El acero fundido también es menos fluido que el hierro fundido, lo que dificulta su vertido y el llenado de huecos intrincados en la cavidad de un molde. El acero fundido también tiene más probabilidades de reaccionar con las superficies internas del molde, lo que genera resultados más impredecibles.
Maquinabilidad[2]
Las piezas fundidas suelen requerir mecanizado para lograr tolerancias precisas y acabados superficiales deseados. El acero al carbono es el tipo de acero más fácil de mecanizar. El acero con alto contenido de carbono puede requerir más tiempo para cortarlo o rectificarlo y desgastará las herramientas más rápido. El acero con bajo contenido de carbono puede volverse gomoso, lo que dificulta su trabajo.
Generalmente, la presencia de aleaciones utilizadas para aumentar el rendimiento mecánico suele dificultar el mecanizado.
Capacidad de amortiguación
La fundición suele ser un método valioso para crear piezas complejas que se utilizan en aplicaciones de máquinas en las que la vibración suele ser un factor. El acero fundido suele tener una capacidad de amortiguación menor que el hierro fundido, lo que puede provocar vibraciones y ruidos excesivos en forma de zumbidos o chirridos.
Resistencia al impacto y al desgaste
La mayoría de los aceros ofrecen un buen equilibrio entre resistencia y ductilidad, lo que los hace extremadamente resistentes. Esto les permite soportar tensiones y deformaciones significativas sin fracturarse. El acero también puede ser bastante resistente al desgaste. Las adiciones de aleación pueden aumentar tanto la resistencia al impacto como al desgaste. [3]
Aleaciones de fundición de acero
Las piezas fundidas de acero aleado se dividen en dos categorías: aceros de baja aleación y aceros de alta aleación. [4] Los aceros de baja aleación contienen menos del 8 % de contenido de aleación y los aceros de alta aleación tienen un 8 % o más. [4]
Esta es una tabla de algunas aleaciones de fundición de acero:
| Calificación | Composición nominal de la aleación (% en peso) | Resistencia a la tracción, mínima | Límite elástico al 0,2%, mínimo | Alargamiento mínimo de 2 pulgadas, 51 mm (%) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| (ksi) | (MPa) | (ksi) | (MPa) | |||
| HC | 28 créditos | 55 | 380 | - | - | - |
| Alta definición | 28 cromo, 5 níquel | 75 | 515 | 35 | 240 | 8 |
| alta frecuencia | 19 cromo, 9 níquel | 70 | 485 | 35 | 240 | 25 |
| S.S | 25 cromo, 12 níquel | 75 | 515 | 35 | 240 | 10 |
| HOLA | 28 cromo, 15 níquel | 70 | 485 | 35 | 240 | 10 |
| Hong Kong | 25 cromo, 20 níquel | 65 | 450 | 35 | 240 | 10 |
| Alto nivel | 29 cromo, 20 níquel | 65 | 450 | 35 | 240 | 10 |
| HN | 20 cromo, 25 níquel | 63 | 435 | - | - | 8 |
| caballos de fuerza | 26 cromo, 35 níquel | 62,5 | 430 | 34 | 235 | 4.5 |
| alta | 15 cromo, 35 níquel | 65 | 450 | - | - | 4 |
| Hungaro | 19 cromo, 39 níquel | 65 | 450 | - | - | 4 |
| tarea | 12 cromo, 60 níquel | 60 | 415 | - | - | - |
| HX | 17 cromo, 66 níquel | 60 | 415 | - | - | - |
| Calificación | Composición nominal de la aleación (% en peso) | Resistencia a la tracción, mínima | Límite elástico al 0,2%, mínimo | Alargamiento mínimo de 2 pulgadas, 51 mm (%) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| (ksi) | (MPa) | (ksi) | (MPa) | |||
| CF-8 | 9 cromo, 9 níquel | 70 | 485 | 30 | 205 | 35 |
| CG-12 | 22 cromo, 12 níquel | 70 | 485 | 28 | 195 | 35 |
| CF-20 | 19 cromo, 9 níquel | 70 | 485 | 30 | 205 | 30 |
| CF-8M | 19 Cr, 10 Ni, con Mo | 70 | 485 | 30 | 205 | 30 |
| CF-8C | 19 Cr, 10 Ni, con Nb | 70 | 485 | 30 | 205 | 30 |
| CF-16 y CF-16Fa | 19 Cr, 9 Ni, mecanizado libre | 70 | 485 | 30 | 205 | 25 |
| Canal 10 y canal 20 | 25 cromo, 12 níquel | 70 | 485 | 30 | 205 | 30 |
| CK-20 | 25 cromo, 20 níquel | 65 | 450 | 28 | 195 | 30 |
| CE-30 | 29 cromo, 9 níquel | 80 | 550 | 40 | 275 | 10 |
| CA-15 y CA-15M | 12 créditos | 90 | 620 | 65 | 450 | 18 |
| CB-30 | 20 créditos | 65 | 450 | 30 | 205 | - |
| CC-50 | 28 créditos | 55 | 380 | - | - | - |
| CA-40 | 12 créditos | 100 | 690 | 70 | 485 | 15 |
| CF-3 | 19 cromo, 9 níquel | 70 | 485 | 30 | 205 | 35 |
| CF-3M | 19 Cr, 10 Ni, con Mo | 70 | 485 | 30 | 205 | 30 |
| CG6MMN | Cr-Ni-Mn-Mo | 75 | 515 | 35 | 240 | 30 |
| CG-8M | 19 Cr, 11 Ni, con Mo | 75 | 520 | 35 | 240 | 25 |
| CN-7M | 20 Cr, 29 Ni, con Co y Mo | 62 | 425 | 25 | 170 | 35 |
| CN-7MS | 19 Cr, 24 Ni, con Co y Mo | 70 | 485 | 30 | 205 | 35 |
| CW-12M | Ni, Mo y Cr | 72 | 495 | 46 | 315 | 4 |
| Año 40 | Ni, Cr y Fe | 70 | 485 | 28 | 195 | 30 |
| CA-6NM | 12 cromo, 4 níquel | 110 | 775 | 80 | 550 | 15 |
| CD-4MCu | 25 cromo, 5 níquel, 3 cobre, 2 molibdeno | 100 | 690 | 70 | 485 | 16 |
| CA-6N | 11 cromo, 7 níquel | 140 | 965 | 135 | 930 | 15 |
Terminología
En el vocabulario actual, el término acero fundido se utiliza casi siempre en el sentido de fundición de acero. Entre finales del siglo XIX y mediados del XX, esto no siempre fue así, lo que conviene entender si se están leyendo documentos históricos; véase acero fundido para más detalles.
Referencias
Notas
- ^ abc Oberg, pág. 1332
- ^ "Mecanizado de componentes de fundición | Fundición moderna | AFS" www.afsinc.org . Consultado el 7 de julio de 2016 .
- ^ "Comprensión de las especificaciones de materiales para fundiciones de acero | AFS" www.afsinc.org . Consultado el 7 de julio de 2016 .
- ^ abc Oberg, pág. 1334
- ^ Oberg, pág. 1335
Bibliografía
- Oberg, Erik; Jones, Franklin D.; Horton, Holbrook L.; Ryffel, Henry H. (2000), Manual de maquinaria (26.ª edición), Nueva York: Industrial Press Inc., ISBN 0-8311-2635-3.
