Informe acerca de Fundiciones

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
Universitaria, Ciencia y Tecnología
Instituto universitario politécnico “Santiago Mariño”
Extensión C.O.L. – sede Cabimas
Fundiciones
Autores:
Br. Samuel De la Cruz V-26.318.137
Br. José Páez V-26.690.021
Br. Rafael Ruz V-25.952.324
Docente de la asignatura:
Jaime Zerpa
Cabimas, abril 2017

2. Fundiciones: Definición
Fundición es la acción y efecto de fundir o fundirse (derretir y licuar los
metales u otros cuerpos sólidos, dar forma al metal fundido). También se
denomina fundición o esmelter al proceso de fabricación de piezas,
comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un
material e introducirlo en una cavidad (vaciado, moldeado), llamada molde,
donde se solidifica.
El concepto también se utiliza para nombrar al establecimiento en que se
funden los metales.
El proceso más común es la fundición en arena, por ser ésta un
material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada
con arcilla, adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad
que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal
fundido. La fundición en arena consiste en colar un metal fundido,
típicamente aleaciones de hierro, acero, bronce, latón y otros, en un molde
de arena, dejarlo solidificar y posteriormente romper el molde para extraer la
pieza fundida (pero ya sólida).
Para la fundición con metales como el hierro o el plomo, que son
significativamente más pesados que el molde de arena, la caja de moldeo es
a menudo cubierta con una chapa gruesa para prevenir un problema
conocido como "flotación del molde", que ocurre cuando la presión del metal
empuja la arena por encima de la cavidad del molde, causando que el
proceso no se lleve a cabo de forma satisfactoria.
También se conoce como fundición al proceso de extraer metales a partir de
sus menas, que suele ser la etapa previa al moldeado metálico
(véase Fundición (metalurgia)).

3. Fundiciones: Grises, blancas y maleables
Fundición gris: Se le denomina fundición gris porque el aspecto de su
fractura, es de color gris. Encontrando el carbono en alto grado o en su
totalidad en estado libre en forma de grafito laminar.
Características de Fundición Gris
La mayoría de las fundiciones grises son aleaciones hipoeutécticas que
contienen entre 2,5 y 4% de carbono. El proceso de grafitización se realiza
con mayor facilidad si el contenido de carbono es elevado, las temperaturas
elevadas y si la cantidad de elementos grafitizantes presentes,
especialmente el silicio es la adecuada tensión.
Fundiciones Blancas: La aleación hierro carbono donde el carbono está
combinado en forma de cementita (carbono de hierro) se le denomina
fundiciones blancas (Fe-Fe3C).
Características
Las fundiciones blancas poseen al fracturarse un color blanco brillante, la
misma es menos fluida que la gris se trata de fundiciones cuyo enfriamiento
se ha realizado de una manera rápida y por lo tanto el exterior de la pieza es
fundición blanca hasta 4 cm de espesor aproximadamente, y el interior es
una fundición gris, todo basado en el diagrama hierro-cementita metaestable
durante el enfriamiento, la austenita solidifica a partir de la aleación fundida
en forma de dendritas.

4. Los porcentajes de carbono presente en esta fundición oscilan entre un 1,8 y
un 3,6%, mientras que el contenido en silicio es bastante bajo, entre el 0,5 y
el 2%. Además contiene manganeso en cantidades que oscilan entre un 0,2
y un 0,8%, un 0,18% de fósforo y un 0,1% de azufre. Presentando una
estructura es fibrosa y de grano pequeño. Alta resistencia al desgaste
elevada resistencia a la abrasión Alta velocidad de enfriamiento para evitar la
formación de grafito poco maleable poca resistencia al choque.
Fundiciones Maleables: No es más que la aleación hierro carbono Fe-C
donde parte o todo el carbono aparece como grafito, pero precipitando éste
en forma de copos. Su fractura, según la base metálica, es oscura o
color acero.
Características
En las fundiciones maleables la tendencia que presenta la cementita a dejar
en libertad el carbono a temperaturas alta, constituye la base de la
fabricación de dichas fundiciones quedando de esta manera Fe3 C 3Fe + C.
Donde la maleabilización tiene por objeto transformar todo el carbono que
está como cementita en la fundición blanca, en nódulos irregulares de grafito
en forma de gota de mancha de tinta. Las fundiciones maleables, se
caracterizan por su especial aptitud a la deformación, superior a la de las
fundiciones grises.
Propiedades: mecánicas
Con carácter general, las fundiciones de hierro son aleaciones que resultan
ser muy frágiles, de una dureza relativamente elevada, resistentes al choque
térmico, a la corrosión, absorben bien las vibraciones, son de bajo costo y
presentan poca soldabilidad en comparación con el acero.

5. A continuación, se expondrán otras propiedades que van a servir para
caracterizar y conocer mejor a las fundiciones:
• Aspecto: La superficie exterior de las fundiciones es de un color gris oscuro,
mientras que el color de la fractura resulta ser distinta dependiendo del tipo
de fundición que se trate: oscura (para la fundición negra); gris (fundición
gris) o atruchada (puntos claros sobre fondo oscuro, o viceversa) o bien, de
apariencia clara (fundición blanca).
Cuando la pieza de fundición queda al aire libre, la superficie externa se
cubre de herrumbre (óxido hidratado de hierro) de un color rojo pardo que
penetra lentamente en el interior.
• Peso específico: El peso específico varía con el tipo de fundición que se
esté considerando, aunque se puede admitir los siguientes valores medios:
- Fundición gris: 7 a 7,2 kg/dm3
- Fundición atruchada: 7,3 a 7,4 kg/dm3
- Fundición blanca: 7,4 a 7,6 kg/dm3
• Temperatura de fusión: Aunque la temperatura de fusión de las fundiciones
varía con la composición, con carácter general se debe decir que presentan
un punto de fusión notablemente más bajo que el de los aceros, debido a su
elevado contenido de carbono, pudiéndose considerar los siguientes valores
medios:
- Fundición negra gris: 1200° C
- Fundición blanca: 1100° C
• Fluidez: Mediante la fluidez se trata de describir la propiedad del metal
cuando se encuentra en estado líquido de poder recorrer y de rellenar bien
los moldes. En este sentido, las fundiciones presentan buena colabilidad

6. (gran fluidez) en estado líquido, siendo la fundición fosforosa más fluida que
la fundición con poco fósforo.
• Contracción: Todo metal al solidificarse sufre una contracción. En la
fundición blanca, esta contracción es casi similar a la del acero (entre 16-
18‰), mientras que en las fundiciones grises, en las cuales durante el
proceso de solidificación se segregan unas laminillas de grafito con un
aumento del volumen de la masa, la contracción final resultará menor
(entorno al 10‰)
En todo caso, la contracción final que sufra la fundición al solidificarse variará
también en función de los obstáculos que encuentre la colada en el molde.
• Resistencia a la tracción: La fundición gris posee una carga de rotura a la
tracción que varía entre 30, 40 y 45 kg/mm2. Las fundiciones maleables
presentan una carga de rotura entre 35 y 40 kg/mm2, mientras que las
fundiciones aleadas y las esferoidales sobrepasan este límite, llegando a
cargas de rotura comparables a las de los aceros de calidad (entre 70 y 80
kg/mm2).
Por otro lado, la resistencia a la compresión que presentan las fundiciones es
siempre mayor que la de tracción. Incluso para las fundiciones grises
normales la resistencia a la compresión resulta ser tres o cuatro veces el
valor de la de tracción. Por este motivo, las piezas de fundición deberán ser
utilizadas preferiblemente en aquellos casos que vayan a estar sometidas a
esfuerzos de compresión.
• Resistencia al choque: Mediante la resiliencia se pondera la resistencia al
choque de un material, es decir, es una medida de la tenacidad del material,
que se define como la capacidad de absorción de energía antes de aparecer
la fractura súbita.

7. En este sentido, el comportamiento de las fundiciones a las solicitaciones
dinámicas (choques, impactos...) es muy dispar y depende del tipo de
fundición.
Así, las fundiciones blancas no presentan buena resistencia al choque y son
frágiles porque no sufren deformaciones plásticas.
Por el contrario, las fundiciones maleables y las de grafito nodular (funciones
dúctiles) presentan una mejor resistencia al choque si el impacto está dentro
de un cierto límite de seguridad.
Son las fundiciones grises las que presentan un óptimo comportamiento a la
resistencia al choque por su propiedad característica de amortiguar las
vibraciones. De hecho, los cigüeñales de compresores y motores de
combustión interna, antes fabricados en acero tratado, se han ido
sustituyendo por árboles colados hechos de fundición gris, obteniéndose un
funcionamiento más regular, suave y menos ruidoso.
• Dureza: La dureza es una propiedad que mide la capacidad de resistencia
que ofrecen los materiales a procesos de abrasión, desgaste, penetración o
de rallado. En las fundiciones, la dureza es relativamente elevada.
Así, las fundiciones grises presentan una dureza que varía de 140 a 250
Brinell. Este tipo de fundiciones se puede mecanizar fácilmente, dado que la
viruta se desprende fácilmente, y porque con la presencia de grafito liberado,
éste actúa a modo de lubricante del paso de la viruta sobre el corte de la
herramienta.
Las fundiciones blancas tienen un índice de dureza que supera los 350 a 400
Brinell. Por debajo de 550 Brinell se puede mecanizar con herramientas de
carburo, mientras que superado este límite es necesario emplear la muela de
esmeril.

8. • Otras propiedades: Las fundiciones son en general frágiles. Las fundiciones
no son dúctiles ni maleables por lo que no se pueden conformar por forja,
laminación o extrusión, sino que las piezas de fundición se conforman
directamente por moldeo.
Las fundiciones pueden recibir baños galvánicos en caliente o ser niquelada,
estañada y esmaltada al fuego para fabricar piezas de uso doméstico o para
la industria.
Por último, las fundiciones tienen una discreta resistencia química a los
ácidos, álcalis, a las oxidaciones y al fuego, que le permiten que puedan ser
utilizadas como componentes y elementos para máquinas e instalaciones
químicas y térmicas (parrillas para calderas, por ejemplo, etc.).
Tipos de fundiciones y sus efectos.
1. Fundición gris: esta se lleva adelante en hierro. Lo que caracteriza a
este procedimiento es que la mayor parte del contenido es de carbono y
adquiere forma de escamas o láminas de grafito.
Y son estas justamente las que le dan al hierro su color y propiedades
deseables, como pueden ser que resultan fáciles de maquinar, tiene
capacidad de templado y buena fluidez para el colado.
Pese a esto, las fundiciones grises son quebradizas y de baja resistencia a la
tracción. Se las suele usar bastante en aplicaciones como bases o
pedestales para máquinas, bastidores y bloques de cilindros para motores de
vehículos, discos de frenos, por poner algunos ejemplos.
2. Fundición nodular (dúctil o esferoidal): se produce en hornos cubilotes,
con la fusión de arrabio y chatarra mezclados con coque y piedra caliza. La
mayor parte del contenido de carbono en el hierro nodular que tiene forma de

9. esferoides. Para producir la estructura nodular el hierro fundido que sale del
horno se inocula con materiales como magnesio o cerio.
Esto produce cualidades deseables como elevada ductilidad, además de
buen maquinado, fluidez para la colada, resistencia, así como también
tenacidad. No puede ser tan dura como la fundición blanca, salvo que sea
sometida a un tratamiento térmico.
3. Fundición maleable: se trata de hierros producidos a partir
del tratamiento térmico de la denominada fundición blanca, la cual es
sometida a rígidos controles que dan por resultado una microestructura en la
que gran parte del carbono se combina con cementita. La fundición blanca se
usa en cuerpos moledores gracias a su resistencia significativa al desgaste.
Su veloz enfriamiento ayuda a evitar la grafitización de la
cementita aunque si se calienta la pieza colada a una temperatura de
870°C, el grafito se forma adoptando una forma característica
denominada “carbono de revenido”, resultando la fundición maleable.
La matriz de la fundición puede ser ferrítica o perlítica si la aleación se enfría
más rápidamente a partir de los 723°C al final del tratamiento
de maleabilización. Las fundiciones maleables se usan en la producción
maquinarias.
4. Fundición atruchada: En este caso, tiene una matriz de fundición blanca
combinada parcialmente con fundición gris. El carbono se encuentra libre y
combinado, siendo difícilmente maquinable.
5. Fundición aleada: contienen Ni, Cr, Mo, Cu, etc., en porcentajes
suficientes para mejorar las propiedades mecánicas de las fundiciones

10. ordinarias o alguna otra propiedad especial, como alta resistencia al
desgaste, alta resistencia a la corrosión, al calor etc.
Ciertos elementos como el silicio, aluminio, níquel y cobre, que se disuelven
en la ferrita, la endurecen y la hacen incrementar su resistencia. Son
elementos que ayudan a la grafitización.
Otros elementos como pueden ser por ejemplo el cromo, manganeso y
molibdeno son formadores de carburos, resultan elementos que tienden a
conformar fundición blanca en vez de gris, y complican así la grafitización.
6. Fundiciones martensíticas: esta variante se caracteriza por
ser resistentes al desgaste y en general se las usa para hacer de piezas que
necesiten gran resistencia o que exijan muy altas durezas o incluso en casos
que deban sufrir importante presión.
Blancas al níquel: contienen 4.5% de níquel, además de un 2% de cromo
y bajo silicio en un 0.50%, por lo que así logran con ellas durezas variables
de 500 a 700 Brinell. En América esta fundición se le conoce con la
denominación Ni-hard.
Fundiciones martensíticas grises: suelen conocerse bajo el nombre
de autotemplables como consecuencia de su dureza, que va de los 400 a
450 Brinell, que obtienen a partir de la colada sin ningún tratamiento. No
pueden ser mecanizadas con herramientas ordinarias.
7. Fundiciones aleadas al cromo: en este caso se identifican dos grupos,
que son los siguientes:

11. Fundiciones con 6 a 25% de cromo, se trata de fundiciones blancas y
cuentan con muy elevada dureza, que se ubica entre los 400 a 550 Brinell.
Sumado a esto, poseen una gran resistencia al desgaste, así como también,
al calor.
Fundiciones de 33% de cromo, se trata de estructuras ferríticas y tienen
excelente resistencia a la oxidación a temperaturas muy altas, cuando el
contenido en cromo es como mínimo equivalente a 10 veces el del carbono.
Sumado a ello,resistirán a la corrosión en aquellos casos en los que el cromo
es más de 15 veces el carbono.
8. Fundiciones aleadas con aluminio: su uso es en estos días bastante
poco frecuente, porque su fabricación es complicada, ya que la proporción de
aluminio superior al 6.5% hace que el grafito desaparezca en las fundiciones.
Esta estructura ferrítica al igual que las fundiciones al silicio, es muy
inoxidable y refractaria al calor.
Dentro de estas variantes, las dos clases más importantes son:
Las fundiciones con 7% de aluminio que tienen una gran resistencia al fuego.
Estas fundiciones se usan en temperaturas que alcancen hasta los 950 °C.
Además de esto, se mecanizan bastante bien.
Las fundiciones con más de 8% de aluminio pueden usarse a
temperaturas de hasta 1000 °C. Además de ello, tienen excelente resistencia
a la oxidación y . Se caracterizan por ser difíciles de mecanizar.
Fundiciones especiales.
La técnica básica de la fundición a la cera perdida fue desarrollada para crear
técnicas especiales, variantes más complejas que permitían manejar el color

12. de los objetos, hacer poporos y otros recipientes vacíos en su interior, hacer
en serie impresiones de motivos decorativos.