En la ingeniería de materiales, los hierros fundidos son una clase de aleaciones ferrosas con contenidos de carbono superiores al 2,14% en peso. Normalmente, los hierros colados contienen de 2,14% en peso a 4,0% en peso de carbono y en cualquier lugar de 0,5% en peso a 3% en peso de silicio . Las aleaciones de hierro con menor contenido de carbono se conocen como acero. La diferencia es que los hierros fundidos pueden aprovechar la solidificación eutéctica en el sistema binario hierro-carbono. El término eutéctico es griego para «fusión fácil o bien«, y el punto eutéctico representa la composición en el diagrama de fases donde se alcanza la temperatura de fusión más baja. Para el sistema hierro-carbono el punto eutéctico se produce a una composición de 4,26% en peso de C y una temperatura de 1148°C .
El hierro fundido , por lo tanto, tiene un punto de fusión más bajo (entre aproximadamente 1150°C y 1300°C) que el acero tradicional, lo que lo hace más fácil de fundir que los aceros estándar. Debido a su alta fluidez cuando se funde, el hierro líquido llena fácilmente moldes intrincados y puede formar formas complejas.
Propiedades térmicas del hierro fundido
Las propiedades térmicas de los materiales se refieren a la respuesta de los materiales a los cambios de temperatura y a la aplicación de calor. A medida que un sólido absorbe energía en forma de calor, su temperatura aumenta y sus dimensiones aumentan. Pero los diferentes materiales reaccionan a la aplicación de calor de manera diferente.
Punto de fusión de los hierros fundidos
Punto de fusión del hierro fundido gris: el acero ASTM A48 es de alrededor de 1260°C.
El punto de fusión del hierro fundido blanco martensítico (ASTM A532 Clase 1 Tipo A) es de alrededor de 1260°C.
El punto de fusión del hierro fundido maleable – ASTM A220 es de alrededor de 1260°C.
El punto de fusión del hierro fundido dúctil – ASTM A536 – acero 60-40-18 es de alrededor de 1150°C.
En general, la fusión es un cambio de fase de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El punto de fusión también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio.
Conductividad térmica de los hierros fundidos
La conductividad térmica del hierro fundido gris – ASTM A48 es 53 W/(mK).
La conductividad térmica del hierro fundido blanco martensítico (ASTM A532 Clase 1 Tipo A) es de 15 a 30 W/(mK).
La conductividad térmica del hierro fundido maleable es de aproximadamente 40 W/(mK).
La conductividad térmica del hierro fundido dúctil es de 36 W/(mK).
Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada conductividad térmica, k (o λ), medida en W/mK. Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por conducción. Tenga en cuenta que la ley de Fourier se aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.
Solidificación de hierro fundido
El hierro fundido es una de las aleaciones más complejas utilizadas en la industria. Debido al mayor contenido de carbono, la estructura del hierro fundido, a diferencia de la del acero, presenta una fase rica en carbono. Dependiendo principalmente de la composición, la velocidad de enfriamiento y el tratamiento de fusión, la fase rica en carbono puede solidificarse con la formación de un eutéctico estable (austenita-grafito) o metaestable (austenita-Fe 3C). La cementita (Fe 3C) es un compuesto metaestable y, en algunas circunstancias, puede disociarse o descomponerse para formar α-ferrita y grafito, según la reacción:
Fe 3 C → 3Fe (α) + C (grafito)
Por tanto, pueden producirse dos tipos de solidificación eutéctica. Además, existen varias formas de grafito dependiendo de la composición química y la velocidad de enfriamiento. La formación de grafito es favorecida por la presencia de silicio en concentraciones superiores a aproximadamente el 1% en peso. Además, las velocidades de enfriamiento más lentas durante la solidificación favorecen la grafitización (la formación de grafito).
Esperamos que este artículo, Propiedades térmicas del hierro fundido , le ayude. Si es así, danos un me gusta en la barra lateral. El objetivo principal de este sitio web es ayudar al público a conocer información importante e interesante sobre los materiales y sus propiedades.
