Efecto de la degeneración del silicio y el grafito en la oxidación a alta temperatura de fundiciones dúctiles al aire libre

El uso de fundiciones dúctiles con alto contenido de silicio está en aumento, ya que ofrecen algunas ventajas con respecto a los grados perlítico-ferríticos convencionales, como una alta elongación a la ruptura para un valor dado de resistencia a la tracción y una matriz completamente ferrítica. Además de abordar los requisitos mecánicos, algunas fundiciones deben cumplir con los requisitos de corrosión y oxidación a alta temperatura. Se utilizaron dos fundiciones dúctiles diferentes con contenidos de silicio de 2,04 y 5,21 % en peso para estudiar comparativamente sus propiedades mecánicas y respuestas a la oxidación a alta temperatura. La estructura de ambas aleaciones contiene grafito nodular y una matriz completamente ferrítica. Algunas muestras de la aleación con 5,21 % en peso de silicio también contienen abundante grafito degenerado que se identificó como grafito Chunky. La resistencia a la oxidación de ambos materiales se evaluó mediante exposiciones al aire a 650 °C durante 720 h utilizando un horno tubular. La aleación con 5,21 % en peso de silicio mostró una resistencia a la oxidación aproximadamente tres veces mayor que la aleación con bajo contenido de silicio. Aunque ambas aleaciones mostraron mecanismos de oxidación similares, la cascarilla de oxidación formada en la aleación con alto contenido de silicio se distingue por su menor espesor, mayor contenido de silicio en la interfaz metal/óxido y capas más compactas y adherentes. Las muestras con grafito grueso mostraron una evolución similar a la de aquellas con nódulos de grafito, por lo que no se observó ningún efecto negativo de esta degeneración del grafito en el proceso de oxidación. Los análisis de XRD revelaron la presencia de fayalita en la aleación con 5,21 % en peso de Si, responsable de la mejor resistencia a la oxidación.