Análisis de la estructura de solidificación de fundiciones de hierro con grafito laminar y vermicular

Abstract

A pesar de ser un material usado desde hace mucho tiempo en gran cantidad de aplicaciones ingenieriles de importancia, aún existen importantes aspectos de la solidificación de las fundiciones de hierro con grafito que no se comprenden acabadamente. A lo largo de los años, los principales trabajos que han abordado el tema se han enfocado fundamentalmente en explicar la influencia de la morfología de grafito (ya sea esta laminar, esferoidal o vermicular) en el mecanismo de solidificación, dejando en segundo plano la influencia de la fase metálica que crece en contacto con el grafito, la cual es la austenita. Sin embargo, el empleo de las últimas técnicas desarrolladas para estudiar la macro y microestructura de solidificación de las fundiciones de hierro con grafito permite revelar la morfología de la austenita, proveyendo herramientas para un análisis más profundo del mecanismo de solidificación. Por este motivo, el presente trabajo de tesis se enfoca en el análisis de la estructura de solidificación de las fundiciones de hierro con grafito laminar y vermicular a partir de la consideración del tamaño y la morfología de los granos de austenita primarios. Para este análisis se prepararon muestras que fueron austemperizadas directamente luego de la solidificación con el fin de preservar parte de la austenita primaria a temperatura ambiente. Asimismo, se empleó EBSD para revelar las regiones de diferente orientación cristalina de la austenita. De forma complementaria, se revelaron las colonias eutécticas y las últimas zonas en solidificar en la microestructura de las muestras empleando reactivos que revelan los patrones de microsegregación. Las observaciones revelan que las unidades de solidificación presentes, tanto en las fundiciones de hierro con grafito laminar como vermicular, se encuentran formadas por granos de austenita que han crecido en forma dendrítica, relativamente grandes, los cuales incluyen varias colonias eutécticas en su interior. Todas estas colonias eutécticas tienen la misma orientación cristalina que las dendritas de austenita de las cuales se originaron. Esta observación fue verificada tanto en muestras de composición hipoeutéctica, eutéctica como hipereutéctica. Adicionalmente, se observó que algunas de las muestras obtenidas presentan una marcada transición columnar-equiaxial, lo cual permitió efectuar, por primera vez, una caracterización de la estructura de solidificación en las zonas equiaxiales y columnares, y determinar de modo aproximado las condiciones existentes en la zona de transición entre ambas regiones. Mail del autor "Marcos G. Lopez" <marcos.g.lopez@outlook.com.ar>