Investigación sobre el efecto del azufre y el titanio en la microestructura del hierro grafito laminar

El objetivo de este trabajo fue identificar las inclusiones en hierro fundido de grafito laminar en un esfuerzo por explicar la nucleación de las fases de interés. Se estudiaron cuatro muestras de aproximadamente el mismo equivalente de carbono pero diferentes niveles de azufre y titanio. Las relaciones Ti/S fueron de 0,15 a 29,2 y las relaciones Mn/S de 4,2 a 48,3. Se utilizó microscopía óptica y electrónica para examinar las muestras no atacadas, atacadas por color y atacadas profundamente. Se confirmó que en hierros con alto contenido de azufre (0,12 % en peso) la nucleación de grafito tipo A y tipo D ocurre en sulfuros de Mn que tienen un núcleo de óxido complejo de Al, Ca, Mg. Un nivel de titanio aumentado de 0,35 % produjo grafito interdendrítico superfino (~10 μm) tanto a bajo (0,012 % en peso) como a alto contenido de S. El Ti también provocó una mayor segregación en la microestructura de los hierros analizados y granos eutécticos (celdas) de mayor tamaño. El TiC no pareció ser un sitio de nucleación para la austenita primaria, ya que se encontró principalmente en la periferia de los brazos secundarios de la austenita, en la última región en solidificarse. El efecto del titanio en el refinamiento del grafito y el aumento de la fracción de austenita se puede explicar por la ampliación del intervalo de temperatura entre el liquidus y la eutéctica (más tiempo para el crecimiento de la austenita) y la disminución de la velocidad de crecimiento del grafito debido a la absorción de Ti en este. El hecho de que la adición de Ti produjera células eutécticas de mayor tamaño respalda la teoría de que el Ti no produce grafito más fino debido a un cambio en el potencial de nucleación, sino a una menor velocidad de crecimiento del grafito entre los brazos dendríticos de una fracción mayor de austenita. En presencia de altos niveles de Ti y S, las inclusiones estrelladas y nervadas de (MnTi)S precipitan y actúan como núcleos para la austenita.