Efecto del carbono equivalente y de los elementos de aleación en las propiedades de tracción de los componentes de hierro de grafito interdendrítico superfino

Recientemente, se demostró que la resistencia a la tracción del hierro gris con un promedio de 4% de equivalente de carbono se puede aumentar a 300-345 MPa, sin un aumento significativo en la dureza mediante la adición de 0,3% de titanio al hierro con bajo contenido de azufre (<0,01%). Este efecto es el resultado de una mayor relación austenita primaria a eutéctica combinada con la precipitación de grafito interdendrítico superfino. Este artículo explora las posibilidades de mejorar aún más la resistencia mediante métodos tradicionales, como la disminución del equivalente de carbono y el uso de elementos de aleación. Además, se investigaron los límites óptimos para el contenido de titanio y el desvanecimiento del titanio durante el mantenimiento del hierro en el horno de fusión. El nivel óptimo de titanio se estableció en 0,25-0,4%. Un mayor contenido de titanio aumentó la cantidad de TiC hasta el punto de aglomerarse en clústeres y disminuyó drásticamente las propiedades mecánicas. También se encontró que el titanio se desvanece por oxidación y combinación con nitrógeno durante el mantenimiento en el horno de fusión. Sorprendentemente, se encontró que un equivalente de carbono más bajo no mejora la resistencia del hierro fundido de grafito interdendrítico superfino. La resistencia óptima se obtuvo para CE en el rango de 3,9 a 4%. El aumento del contenido de Mn del 0,56 al 0,85% tuvo un efecto significativo en la resistencia y la dureza, con una resistencia máxima a la tracción (UTS) tan alta como 346 MPa con una dureza moderada de 204 Dureza Brinell (HB). Las adiciones de cromo (0,23%) o cromo-estaño (0,23%Cr, 0,078%Sn) también fueron beneficiosas para la resistencia, que aumentó a 350 MPa, la resistencia más alta en estos experimentos. La dureza también aumentó a 230 HB con una reducción correspondiente del contenido de ferrita de la matriz. El cobre no produjo el efecto esperado de reducir la ferrita. Aumentó la cantidad de ferrita y no ayudó a lograr una mayor resistencia.