Fundición gris

Puente construido con piezas de hierro fundido.

El hierro fundido, hierro colado, más conocido como fundición gris, es un tipo de aleación cuyo tipo más común es el conocido como hierro fundido gris.

El hierro gris es uno de los materiales ferrosos más empleados y su nombre se debe a la apariencia de su superficie al romperse. Esta aleación ferrosa contiene en general más de 2% de carbono y más de 1% de silicio, además de manganeso, fósforo y azufre. Una característica distintiva del hierro gris es que el carbono se encuentra en general como grafito, adoptando formas irregulares descritas como “hojuelas”. Este grafito es el que da la coloración gris a las superficies de ruptura de las piezas elaboradas con este material.

Las propiedades físicas y en particular las mecánicas varían dentro de amplios intervalos respondiendo a factores como la composición química, rapidez de enfriamiento después del vaciado, tamaño y espesor de las piezas, práctica de vaciado, tratamiento térmico y parámetros microestructurales como la naturaleza de la matriz y la forma y tamaño de las hojuelas de grafito.

Un caso particular es el del grafito esferoidal, que comienza a utilizarse en los años 1950; a partir de entonces ha desplazado a otros tipos de hierro maleable y hierro gris.

Entre los primeros usos de este material se dieron, en Europa occidental, en el año 1313, específicamente en la fabricación de cañones, y presumiblemente en la misma época se comenzaron a utilizar también en la construcción de tuberías. Se tienen registros de que en 1455 la primera tubería de hierro fundido fue instalada en Alemania, en el castillo Dillenberg.

El proceso de fabricación de los tubos de hierro fundido ha tenido profundas modificaciones, pasando del método antiguo de foso de colada hasta el proceso moderno por medio de la centrifugación.

Estructura

La composición típica para obtener una microestructura grafítica es de 2.5 a 4% de carbono y de 1 a 3% de silicio, El silicio juega un papel importante en diferenciar a la fundición gris de la fundición blanca; esto es debido a que el silicio es un estabilizador de grafito. Esto significa que ayuda a precipitar el grafito desde los carburos de hierro. Otro factor importante que ayuda a la formación de grafito es la velocidad de solidificación de la colada: una velocidad lenta tenderá a producir más grafito y una matriz ferrítica; una velocidad moderada tenderá a producir una mayor matriz perlítica. Para lograr una matriz 100% ferrítica se debe someter la fundición a un tratamiento térmico de recocido.

Un enfriamiento veloz suprimirá parcial o totalmente la formación de grafito y en cambio propiciará la formación de cementita, lo cual se conoce como fundición blanca.

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