Fundición de hierro
Los primeros artefactos de hierro fundido datan del siglo V a. C. y fueron descubiertos por arqueólogos en la actual Jiangsu en China.
El hierro fundido se utilizó en la antigua China para la guerra, la agricultura y la arquitectura.
Las cantidades de hierro fundido utilizadas para los cañones requerían una producción a gran escala.
Actualmente, se fabrican fundiciones con excelentes propiedades mecánicas, haciéndole la competencia a los aceros tradicionales.
[6]: 43 En Occidente, donde no estuvo disponible hasta el siglo XV, sus primeros usos fueron el cañón y las armas de fuego.
En muchos altos hornos ingleses se fabricaban entonces ollas de hierro fundido.
El hierro fundido, al igual que la mampostería, es muy resistente a la compresión.
El desastre del puente del Dee fue causado por una carga excesiva en el centro de la viga por el paso de un tren, y muchos puentes similares tuvieron que ser demolidos y reconstruidos, a menudo en hierro forjado.
Los centros de las vigas se pusieron en flexión, con el borde inferior en tensión, donde el hierro fundido, como la mampostería, es muy débil.
Además, los orificios para pasar los pernos también se habían moldeado, en vez de perforarse.
El puente de sustitución se construyó en hierro forjado y acero.
El hierro fundido también se utilizó a veces para fachadas decorativas, especialmente en Estados Unidos, y el distrito del Soho de Nueva York cuenta con numerosos ejemplos.
El aire de las fábricas contenía fibras inflamables procedentes del algodón, el cáñamo o la lana que se hilaba.
[9] Muchos otros almacenes se construyeron utilizando columnas y vigas de hierro fundido, aunque diseños inadecuados, vigas defectuosas o la sobrecarga a veces provocaron derrumbes en los edificios y fallos estructurales.
La fundición puede hacerse directamente a partir del arrabio fundido o refundiendo el arrabio,[10] a menudo junto con cantidades importantes de hierro, acero, piedra caliza, carbón (coque) y tomando diversas medidas para eliminar los contaminantes indeseables.
[11] Una vez finalizada la fusión, el hierro fundido se vierte en un horno de retención o cuchara.
Las propiedades del hierro fundido se modifican añadiendo diversos elementos de aleación.
El carbono en forma de grafito da lugar a un hierro más blando, reduce la contracción, disminuye la resistencia y la densidad.
El 0,1-0,3% de circonio ayuda a formar grafito, desoxidar y aumentar la fluidez.
La cementita que precipita toma forma de partículas relativamente grandes.
A medida que el carburo de hierro se precipita, extrae carbono de la masa fundida original, desplazando la mezcla hacia un estado que está más cerca del eutéctico, y la fase restante es la austenita de hierro-carbono inferior (que al enfriarse podría transformarse en martensita).
Dado que el carburo constituye una gran fracción del material, la fundición blanca podría clasificarse razonablemente como un cermet.
[14] La fundición maleable comienza como una fundición blanca que luego es térmicamente tratada durante uno o dos días a aproximadamente 950 °C (1742,0 °F) y luego se enfría durante uno o dos días.
El proceso lento permite que la tensión superficial transforme el grafito en partículas esferoidales en lugar de escamas.
Debido a su relación de aspecto más baja, los esferoides son relativamente cortos y alejados entre sí, y tienen una sección transversal más baja frente a una grieta en propagación o fonón.
En general, las propiedades de la fundición maleable se parecen más a las del acero al carbono.
Las propiedades son similares a las de la fundición maleable, pero las piezas se pueden moldear con secciones más grandes.
