Qué es Hierro Gris-Hierro Fundido Gris-Definición
En ingeniería de materiales, los hierros fundidos son una clase de aleaciones ferrosas con un contenido de carbono superior a 2,14% en peso. Por lo general, los hierros fundidos contienen de 2,14% en peso a 4,0% en peso de carbono y de 0,5% en peso a 3% en peso de silicio. Las aleaciones de hierro con menor contenido de carbono se conocen como acero. La diferencia es que los hierros fundidos pueden aprovechar la solidificación eutéctica en el sistema binario hierro-carbono. El término eutéctico es griego para “fusión fácil o bien”, y el punto eutéctico representa la composición en el diagrama de fases donde se alcanza la temperatura de fusión más baja. Para el sistema hierro-carbono, el punto eutéctico se produce a una composición de 4,26% en peso C y una temperatura de 1148°C.
Véase también: Tipos de Hierro Fundido
Hierro Gris-Hierro fundido gris
El hierro fundido gris es el tipo de hierro más antiguo y común que existe y probablemente lo que la mayoría de la gente piensa cuando escucha el término “hierro fundido”. Los contenidos de carbono y silicio de las planchas fundidas grises varían entre 2,5 y 4,0% en peso y 1,0 y 3,0% en peso, respectivamente.
El hierro fundido gris se caracteriza por su microestructura grafítica, que hace que las fracturas del material tengan un aspecto gris. Esto se debe a la presencia de grafito en su composición. En hierro fundido gris, el grafito se forma como copos, tomando una geometría tridimensional.
El hierro fundido gris tiene menos resistencia a la tracción y a los golpes que el acero, pero su resistencia a la compresión es comparable al acero de bajo y medio carbono. El hierro fundido gris tiene una buena conductividad térmica y una capacidad de calor específica, por lo que se usa a menudo en utensilios de cocina y rotores de frenos.
Resumen
| Nombre | Hierro gris |
| Fase en STP | N / A |
| Densidad | 7150 kg / m3 |
| Máxima resistencia a la tracción | 395 MPa |
| Fuerza de producción | N / A |
| Módulo de elasticidad de Young | 124 GPa |
| Dureza Brinell | 235 BHN |
| Punto de fusión | 1260 °C |
| Conductividad térmica | 53 W / mK |
| Capacidad calorífica | 460 J / g K |
| Precio | 1,2 $ / kg |
El hierro fundido gris también tiene una excelente capacidad de amortiguación, que viene dada por el grafito porque absorbe la energía y la convierte en calor. Una gran capacidad de amortiguación es deseable para los materiales utilizados en estructuras donde se inducen vibraciones no deseadas durante el funcionamiento, como bases de máquinas herramienta o cigüeñales. Materiales como el latón y el acero tienen pequeñas capacidades de amortiguación que permiten que la energía de vibración se transmita a través de ellos sin atenuación.
93%
3%
2%
Propiedades del Hierro Fundido Gris-Clase ASTM A48 40
Las propiedades del material son propiedades intensivas, lo que significa que son independientes de la cantidad de masa y pueden variar de un lugar a otro dentro del sistema en cualquier momento. La base de la ciencia de los materiales consiste en estudiar la estructura de los materiales y relacionarlos con sus propiedades (mecánicas, eléctricas, etc.).). Una vez que un científico de materiales conoce esta correlación estructura-propiedad, puede estudiar el rendimiento relativo de un material en una aplicación determinada. Los principales determinantes de la estructura de un material y, por lo tanto, de sus propiedades son sus elementos químicos constituyentes y la forma en que se ha procesado hasta su forma final.
Propiedades mecánicas del hierro fundido gris: Los materiales ASTM A48 Clase 40
se eligen con frecuencia para diversas aplicaciones porque tienen combinaciones deseables de características mecánicas. Para aplicaciones estructurales, las propiedades de los materiales son cruciales y los ingenieros deben tenerlas en cuenta.
Resistencia de hierro fundido gris-ASTM A48 Clase 40
En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas o deformación plástica. La resistencia de los materiales considera básicamente la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación o cambio resultante en las dimensiones del material. La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas o deformaciones plásticas.
Resistencia a la tracción final
La resistencia a la tracción final del hierro fundido gris (ASTM A48 Clase 40) es de 295 MPa.
La resistencia a la tracción máxima es el máximo en la curva de esfuerzo-deformación de ingeniería. Esto corresponde al esfuerzo máximo que puede soportar una estructura en tensión. Resistencia a la tracción es a menudo abreviado como “resistencia” o incluso “al final.”Si se aplica y mantiene esta tensión, se producirá una fractura. A menudo, este valor es significativamente mayor que el estrés de fluencia (entre un 50 y un 60 por ciento más que el rendimiento para algunos tipos de metales). Cuando un material dúctil alcanza su máxima resistencia, experimenta cuellos donde el área de la sección transversal se reduce localmente. La curva tensión-deformación no contiene tensión más alta que la fuerza máxima. A pesar de que las deformaciones pueden continuar aumentando, el estrés generalmente disminuye después de que se ha logrado la fuerza final. Es una propiedad intensiva; por lo tanto, su valor no depende del tamaño de la muestra de prueba. Sin embargo, depende de otros factores, como la preparación de la muestra, la presencia o no de defectos en la superficie y la temperatura del entorno y el material de prueba. La resistencia a la tracción final varía de 50 MPa para un aluminio a hasta 3000 MPa para aceros de muy alta resistencia.
Módulo de elasticidad de Young
El módulo de elasticidad de Young de hierro fundido gris (ASTM A48 Clase 40) es de 124 GPa.
El módulo de elasticidad de Young es el módulo elástico para esfuerzos de tracción y compresión en el régimen de elasticidad lineal de una deformación uniaxial y generalmente se evalúa mediante ensayos de tracción. Hasta un esfuerzo limitante, un cuerpo podrá recuperar sus dimensiones al eliminar la carga. Las tensiones aplicadas hacen que los átomos de un cristal se muevan de su posición de equilibrio. Todos los átomos están desplazados en la misma cantidad y aún mantienen su geometría relativa. Cuando se eliminan las tensiones, todos los átomos vuelven a sus posiciones originales y no se produce ninguna deformación permanente. De acuerdo con la ley de Hooke, la tensión es proporcional a la tensión (en la región elástica), y la pendiente es el módulo de Young. El módulo de Young es igual a la tensión longitudinal dividida por la tensión.
Dureza de hierro fundido gris-ASTM A48 Clase 40
La dureza Brinell de hierro fundido gris (ASTM A48 Clase 40) es de aproximadamente 235 MPa.
En ciencia de materiales, la dureza es la capacidad de soportar la indentación de la superficie (deformación plástica localizada) y el rayado. La dureza es probablemente la propiedad del material más mal definida, ya que puede indicar resistencia al rayado, resistencia a la abrasión, resistencia a la indentación o incluso resistencia a la conformación o deformación plástica localizada. La dureza es importante desde el punto de vista de la ingeniería porque la resistencia al desgaste por fricción o erosión por vapor, aceite y agua generalmente aumenta con la dureza.
La prueba de dureza Brinell es una de las pruebas de dureza de indentación, que se ha desarrollado para pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, un penetrador esférico duro se fuerza bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar. La prueba típica utiliza una bola de acero endurecido de 10 mm (0,39 pulgadas) de diámetro como penetrador con una fuerza de 3.000 kgf (29,42 kN; 6.614 lbf). La carga se mantiene constante durante un tiempo especificado (entre 10 y 30 s). Para materiales más blandos, se utiliza una fuerza más pequeña; para materiales más duros, se sustituye una bola de carburo de tungsteno por la bola de acero.
La prueba proporciona resultados numéricos para cuantificar la dureza de un material, que se expresa mediante el número de dureza Brinell – HB. El número de dureza Brinell está designado por los estándares de prueba más utilizados (ASTM E10 – 14 e ISO 6506-1:2005) como HBW (H de dureza, B de brinell y W del material del penetrador, carburo de tungsteno (wolframio)). En estándares anteriores, HB o HBS se usaban para referirse a mediciones hechas con indentadores de acero.
El número de dureza Brinell (HB) es la carga dividida por la superficie de la hendidura. El diámetro de la impresión se mide con un microscopio con una escala superpuesta. El número de dureza Brinell se calcula a partir de la ecuación:
Hay una variedad de métodos de prueba de uso común (por ejemplo, Brinell, Knoop, Vickers y Rockwell). Hay tablas disponibles que correlacionan los números de dureza de los diferentes métodos de ensayo en los que es aplicable la correlación. En todas las escalas, un número de alta dureza representa un metal duro.
Propiedades térmicas de hierro fundido gris-ASTM A48 Clase 40
Las propiedades térmicas de los materiales se refieren a la respuesta de los materiales a los cambios de temperatura y a la aplicación de calor. A medida que un sólido absorbe energía en forma de calor, su temperatura aumenta y sus dimensiones aumentan. Pero los diferentes materiales reaccionan a la aplicación de calor de manera diferente.
La capacidad de calor, la expansión térmica y la conductividad térmica son propiedades que a menudo son críticas en el uso práctico de sólidos.
Punto de fusión de hierro fundido gris-ASTM A48 Clase 40
El punto de fusión de hierro fundido gris-acero ASTM A48 es de alrededor de 1260°C.
En general, la fusión es un cambio de fase de una sustancia de la fase sólida a la fase líquida. El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El punto de fusión también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio.
Conductividad térmica de hierro fundido gris-ASTM A48 Clase 40
La conductividad térmica de hierro fundido gris-ASTM A48 es de 53 W / (m.K).
Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden por una propiedad llamada conductividad térmica, k (o λ), medida en W/m.K. Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por conducción. Tenga en cuenta que la ley de Fourier se aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.
La conductividad térmica de la mayoría de los líquidos y sólidos varía con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:
La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que generalmente podemos escribir k = k (T). Definiciones similares están asociadas con conductividades térmicas en las direcciones y y z (ky, kz), pero para un material isotrópico la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.
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Ver anterior:
de Hierro Fundido
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