Hierro de Grafito Compactado

 

Hierro de grafito compactado (hierro fundido vermicular)

Las partículas de grafito en Hierro de grafito grafit o compactado (CGI) aparecen como partículas individuales "en forma de gusano" o vermiculares. Las partículas son alargadas y orientadas aleatoriamente como en el hierro gris; sin embargo, son más cortos y gruesos que las escamas de grafito en el hierro gris, y tienen bordes redondeados. Mientras las  partículas de grafito compactadas aparecen en forma de gusano cuando se ve en dos dimensiones, las micrografías SEM grabadas en profundidad muestran que los "gusanos" individuales están conectados a sus vecinos más cercanos dentro de la célula eutéctica. Esta compleja morfología de grafito tipo coral, junto con los bordes redondeados y las superficies irregulares dan como resultado una fuerte adhesión entre el grafito y el hierro matriz. Esta morfología de grafito compactado inhibe el inicio y el crecimiento de grietas y es la fuente de la mejora propiedades mecánicas relativas al hierro gris.

El hierro de grafito compactado (CGI) se caracteriza por sus propiedades mecánicas y físicas intermedias únicas que se encuentran entre los copos de grafito en escamas y nodulares. Esto se atribuye a su morfología única de grafito dentro de la matriz metálica. met álica. Las partículas de grafito en (CGI) son cortas, rechonchas, con bordes redondos y están en forma de grupos interconectados dentro de las células eutécticas. El término "vermicular" se ha usado para describir la forma del grafito en hierro grafito compactado. Sin embargo, siempre se ha preferido el término "compactado" porque es más descriptivo de la estructura tridimensional y abarca todos los diversos grados de compactación a los que se ha hecho referencia. Además, el término "vermicular" se ha usado para referirse a una

 

estructura fina de grafito similar a un gusano que es bastante diferente del grafito compactado y está presente en planchas de muy bajo contenido de azufre, que se han solidificado con bastante rapidez.

Las ventajas del hierro de grafito compactado sobre el hierro de grafito en escamas son: - Mayor resistencia a la tracción en los mismos equivalentes de carbono y composición de matriz, - Mayor relación de resistencia a la tracción a dureza, - Mayor ductilidad y tenacidad que proporcionan una mejor resistencia a la rotura / fractura, - Mayor resistencia de la interfaz de matriz de grafito.

En comparación con el hierro dúctil, el hierro de grafito compactado tiene las siguientes ventajas: - Bajo coeficiente de expansión térmica, - Mayor conductividad térmica y mejor resistencia resiste ncia al choque térmico. - Mayor capacidad de amortiguación, - Mejor capacidad de fundición, - Mejora de la maquinabilidad.

Propiedades

Para una composición de matriz metálica bastante fija, las propiedades físicas y mecánicas del hierro de grafito compactado son intermedias entre las de los copos de grafito en escamas y esferoidales. Los bordes redondos combinados con los límites irregulares de las partículas de grafito compactado mejoran altamente la resistencia a la detención de grietas dentro de la matriz y facilitan la buena adhesión en la interfaz de grafito-matriz, respectivamente. Además, el grafito compactado proporciona una mejor conductividad térmica debido a su formación interconectada dentro de la matriz, y debido a su estructura de crecimiento en comparación con el grafito nodular.

Las propiedades mecánicas y físicas de los hierros fundidos están influenciadas por la composición de la matriz metálica (relación de perlita a ferrita), la morfología del grafito (nodularidad y forma de grafito) y el tamaño de la sección. El hierro de grafito compactado perlítico superior se caracteriza por su mayor resistencia, mientras que el

 

hierro de grafito compactado ferrítico es conocido por su ductilidad y menor resistencia. La relación de perlita a ferrita se puede cambiar mediante la adición de elementos de aleación como el níquel, el cobre o el molibdeno, o mediante un tratamiento térmico. Sin embargo, debe recordarse que para que el compuesto sea hierro grafito compactado, su nodularidad no debe exceder el 20% y la adición incontrolada de estos elementos puede aumentar el porcentaje de nodularidad. A medida que aumenta la nodularidad, aumentan la resistencia, el alargamiento y, en consecuencia, la resistencia a la fractura.

La resistencia del hierro de grafito compactado es sensible a la velocidad de enfriamiento,  por lo que el tamaño tamaño de la sección juega un papel importante en el establecimiento de las  propiedades del material. La resistencia resis tencia del hierro de grafito compactado disminuirá el tamaño de la sección aumenta. Una velocidad de enfriamiento aumentada promoverá la formación de perlita y aumentará el porcentaje de nodularidad del grafito. El comportamiento es similar en la formación de hierro hi erro de grafito en escamas, sin embargo, la sensibilidad de la resistencia a la tracción al espesor de la pared es sustancialmente menor para el hierro de grafito compactado que para el hierro de grafito en escama. escama .

Aplicaciones más comunes

El hierro de grafito compactado (CGI) es una forma de hierro fundido que está ganando cada vez más interés y uso dentro de la industria automotriz. Esta forma de hierro fundido se está utilizando para la fabricación fabric ación de discos de freno, colectores de escape, culatas, así como bloques de motores diesel . Hierro de grafito compactado posee propiedades de alta resistencia en comparación con las de hierro gris, lo que permite la fabricación fabric ación de motores con cámaras de combustión operativas de mayor presión y mayor eficiencia del motor con niveles de emisiones reducidos. Además, el uso de CGI permite la producción de  piezas con paredes más delgadas, generando motores más livianos, con un posterior aumento adicional en la eficiencia del combustible. Sin embargo, las limitaciones limita ciones actuales asociadas con el uso de CGI surgen de sus propiedades de maquinabilidad más bajas en relación con el hierro gris, con mayores tasas de desgaste de la herramienta.