La fundición nodular ferrítica con alto silicio: un material en desarrollo con propiedades mecánicas destacables

En la actualidad, la demanda de piezas fabricadas con fundiciones de hierro ha aumentado debido a sus propiedades tecnológicas y, sobre todo, a su gran competitividad económica. Este hecho, junto con la situación de crisis en Europa y la amenaza de países como China o la India, provoca una mayor necesidad de optimizar las propiedades físicas de estos materiales y/o desarrollar nuevos tipos de aleaciones de hierro con características innovadoras. Estos nuevos materiales tienen potencial de aplicación en la fabricación de piezas en las que, hasta ahora, se emplean aceros u otras aleaciones con costes de producción más elevados.

Dentro del campo de investigación de nuevos materiales con propiedades mecánicas mejoradas, las fundiciones de hierro con grafito esferoidal que contienen elevados contenidos de Silicio (2.8-4.2%) constituyen una de las familias más interesantes. La nueva versión de la norma EN 1563, publicada en el 2012, define ya las propiedades requeridas para algunas calidades pertenecientes a este tipo de materiales. Sin embargo, esta estandarización es todavía limitada y las empresas de fundición apenas han incorporado este tipo de materiales a sus procesos de fabricación debido, en gran medida, al desconocimiento de sus propiedades estructurales, mecánicas, aptitud frente a las operaciones de mecanizado, etc.

El Centro IK4 Azterlan está llevando a cabo un amplio estudio sobre estos materiales, con el fin de optimizar sus propiedades mecánicas a través de variaciones en su composición química. Otra parte importante de este trabajo de investigación es la fabricación de piezas-prototipo que, tras ser caracterizadas, ofrecen información de proceso esencial para las fundiciones interesadas en este tipo de materiales.

Los resultados obtenidos hasta el momento confirman la gran aplicación industrial de las aleaciones de hierro con altos contenidos de Silicio. Sin embargo, existen determinados parámetros de proceso que deben ser revisados de cara a evitar la aparición de defectos durante la solidificación del material y que están relacionados con la morfología del grafito y con la contracción de las aleaciones. Sin duda, se trata de materiales que constituyen una alternativa mejorada a las calidades de hierro empleadas en las fundiciones de manera convencional.