Metales ferrosos
El Hierro y la gran variedad de
aleaciones de hierro llamadas acero son los metales que se especifican con
mayor frecuencia. El hierro es abundante (el mineral de hierro constituye
alrededor de 5% de la corteza terrestre), fácil de convertir de mineral a una
forma útil; así mismo, el hierro y el acero son suficientemente fuertes y
estables para su uso en la mayor parte de las aplicaciones de Ingeniería.
Hierro
Fundido
Debido a su bajo costo, el hierro
fundido a menudo se considera un metal sencillo de producir y especificar. Sin
embargo, en realidad la metalurgia del hierro fundido es mas compleja que la
del acero y otros materiales conocidos de diseño. En tanto que la mayor parte de
los demás metales suelen especificarse por medio de un análisis químico
estándar, los mismos análisis del hierro fundido pueden producir varios tipos
de hierro diferentes por completo, dependiendo de la rapidez del enfriamiento,
del espesor de la pieza fundida y el tiempo que permanece la pieza en el molde.
Mediante el control de estas variables, la fundición puede producir una
diversidad de hierros para usos en los que se necesita resistencia al calor o
al desgaste, o bien, para componentes de alta resistencia mecánica.
Tipos
de Hierro fundido
Hierro
Dúctil (nodular): El
Hiero dúctil, a veces llamado Hierro nodular, no se encuentra con tanta
facilidad como el hierro gris y es más fácil de controlar en la
producción. Sin embargo, se puede usar
el hierro dúctil cuando se requiere una mayor ductilidad o resistencia que la
que se puede lograr con el hierro gris.
Hierro
gris: Es una solución sobresaturada
de carbono en una matriz de hierro. El exceso de carbono se precipita en la
forma de escama de grafito. Las aplicaciones típicas del hierro gris incluyen monobloques
automotrices, volantes, discos y tambores de frenos, bases de máquinas y
engranes. Normalmente, el hierro gris da buen servicio en cualquier aplicación en
Maquinarias debido a su resistencia a la fatiga.
Hierro
Blanco: Se produce
mediante un proceso llamado templado, en el cual se impide la precipitación
del grafito. El hierro gris o el de dúctil se puede templar con el fin de producir
una superficie de hierro blanco. Sin embargo, en las piezas fundidas que son
por completo de hierro blanco, se selecciona la composición del hierro según el
tamaño de la pieza para garantizar que el volumen de metal que intervenga se
pueda templar con suficiente rapidez como para producir hierro blanco.
Debido a su dureza extrema, el hierro
blanco se usa principalmente para aplicaciones en las que se requiere
resistencia al desgaste y a la abrasión, como en los revestimientos de molinos
y en las boquillas para la limpieza con chorro de perdigones. Otros usos
incluyen las zapatas de los frenos de ferrocarriles, los rodillos de los trenes
de laminación, el equipo para mezclar arcilla y para la fabricación de
ladrillos, así como trituradoras y pulverizadoras. El hierro blanco simple (sin
aleación) regularmente es de menor costo que otros hierros fundidos.
La ventaja principal del hierro blanco
es que es muy quebradizo.
Hierro
de alta aleación: Los
hierros de alta aleación son hierros dúctiles, grises o blancos que tiene más de
3% de contenido de aleación. Estos hierros tienen la propiedad que son mas
significativamente diferentes a las de los no aleados y suelen producirse en fundiciones
especializadas.
Hierro
maleable: El hierro
maleable es un hierro blanco que se ha llevado a una condición de maleable por
un proceso de tratamiento térmico en dos etapas.
Es un material fundido comercial
semejante al acero en muchos aspectos. Es fuerte y débil, tiene buenas
propiedades respecto al impacto y a la fatiga, así como excelentes características
de maquinado. Los dos tipos básicos de hierro maleable son el ferrítico y el perlítico.
Los de grado son más fuertes y duros.
Cecil Jensen, Jay D. Helsel, Dennis R.
Short. (2004). Dibujo y Diseño en Ingeniería. México :
Mc Graw Hill.
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