Fundición Tarea 4 (203-2)

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Departamento de Ingeniería Metalúrgica IQM Eusebio Cándido Atlatenco Tlapanco Tarea 4 2023-2 Fecha: Haga clic aquí o pulse para escribir una fecha.

A. Realizar el balance de carga para fabricar una aleación de hierro gris Clase 30 sección ligera (30SL) en horno de inducción sin núcleo. Capacidad del horno = 2000Kg Rendimientos: C = 93% Mn = 97% Si = 96% S= 100% P=100% Seleccionar la base de cálculo Determinar la cantidad de retornos a utilizar. 10% de chatarra clase 30 SP Seleccionar 2 materias primas (chatarras de la tabla de clasificación de hierros grises por clases) La inoculación será del orden de 0.25% base silicio Indicar el tipo de materias primas secundarias de ajuste de carga (ferroaleaciones y recarburantes). Dar la composición química y referencia bibliográfica, norma o bien la página web. Indicar el tipo de inoculante, composición química y marca del fabricante. Dar la referencia bibliográfica, norma ó bien la página web. Se debe hacer lo necesario para producir la aleación y puede hacer lo que se requiera, por ejemplo, usar chatarra de acero bajo carbono. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.

La chatarra proviene de componentes fallados en servicio y guardados en patios de chatarra a la intemperie, ¿Qué tipo de preparación se debería de hacer antes de introducirlas al horno? ¿Cómo se determina el rendimiento (eficiencia) de los elementos de aleación? ¿Cuáles son los tres elementos principales de un hierro gris? ¿Cuál es el efecto del Si en el hierro gris? ¿Cuál es el efecto del Mn en un hierro gris? Calcular la cantidad de inoculante considerando que se van a vaciar dos ollas a) Olla 1 = 800 Kg de metal líquido b) Olla 2 = 900 Kg de metal líquido Describir la solidificación y enfriamiento del sólido hasta temperatura ambiente indicando temperaturas críticas y diagrama de fases empleado. Indicar a) las fases y b) los microconstituyentes a temperatura ambiente Calcular el carbono equivalente Calcular la cantidad de microconstituyentes a temperatura ambiente (en función del carbono equivalente). Regla de la palanca Calcular el porcentaje de Mn efectivo (el que queda después de la reacción con el azufre) Indicar los niveles de Mn para lograr los 3 tipos de matrices de un hierro gris Indicar el efecto del silicio sobre la temperatura eutéctica Fe-Cg Efecto de la inoculación sobre el subenfriamiento El tipo de grafito que se produce con una inoculación adecuada En el caso de un hierro gris clase 20 SM con C.E. = 4.34% que tipo de grafito se producirá Investigar que es la esteadita (steadite) en un hierro gris. Dibujar la microestructura a temperatura ambiente, indicando o señalando los microconstituyentes

B) Indicar a que tipo de fundición blanca corresponde cada una de las siguientes imágenes, señalando los microconstituyentes.

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a)

b)

c) 1. Efectuar el ajuste de carga para un hierro gris HT 250 con espesor crítico de 25mm en un horno de inducción sin núcleo con una capacidad de 2 toneladas, se hace un balance inicial burdo y ya líquido el metal se realizó un análisis químico preliminar. Tabla 1. Tabla de composiciones de hierros grises. Origen China

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Datos: se hará la inoculación con 0.15% base silicio Composición química Rendimientos de materias Preliminar primas de ajuste de carga (  ) %C = 2.9 Recarburante = 92% %Si = 1.4 FeSi = 95% %Mn = 0.8 FeMn = 98% %P = 0.11 %S = 0.11 Buscar en internet la composición química de un recarburante, un FeMn y un FeSi a emplear, así como FeSi inoculante. Un FeSiInoc para inoculación en la olla y otro para inoculación en el molde. Si ya se tienen colocar la composición química y mencionar la referencia. 1. Calcular la cantidad de inoculante para dos ollas de tratamiento, considerando que una olla tiene una capacidad de 750Kg y la otra es de 800Kg. (inoculación inicial) 2. Calcular la cantidad de inoculante si ahora se realiza la inoculación en el molde y la pieza pesa 200Kg- (inoculación en el molde o en el chorro). 3. Calcular el carbono equivalente 4. Calcular el porcentaje de Mn efectivo (el que queda después de la reacción con el azufre) y decidir si es suficiente para tener una matriz perlítica. Mn = 0.9% (promedio). Después de la reacción con el azufre, S = 0.12% queda una cantidad de Mn diferente y menor a 0.9%. Lo anterior es el Mn efectivo. Indicar el efecto del Mn efectivo sobre la matriz 5. Describir la solidificación y enfriamiento del sólido indicando temperaturas críticas y diagramas de fases empleados. 6. Indicar a) las fases y b) los microconstituyentes a temperatura ambiente 7. Calcular la cantidad de microconstituyentes a temperatura ambiente (en función del carbono equivalente) 8. Investigar que es el MnS en un hierro gris. Presentar imagen 9. Indicar el efecto del silicio sobre la temperatura eutéctica Fe-Cg 10.Como se puede comprobar que la cantidad de inoculante = 0.15% base silicio es el adecuado

Universidad Nacional Autónoma de México Departamento de Ingeniería Metalúrgica Facultad de Química IQM Eusebio Cándido Atlatenco Tlapanco Fundición Tarea 4 2023-2 11. Describir el tiempo de decaimiento de un inoculante 12. Aparte del diagrama de fases Fe- C (versiones Fe-Fe3C y Fe-Cg), mencionar los 3 parámetros necesarios para producir un hierro gris HT 250 con espesor crítico de 25mm de calidad aceptable: a) Haga clic o pulse aquí para escribir texto. b) Haga clic o pulse aquí para escribir texto. c) Haga clic o pulse aquí para escribir texto.