Tabla de contenido
Espectáculo
1. Introducción
El aluminio fundido y el hierro fundido son dos de los materiales de fundición más utilizados en la industria..
Ambos ofrecen rutas para producir componentes complejos con forma de red., pero difieren fundamentalmente en la densidad, rigidez, modos de fuerza, comportamiento térmico, métodos de fundición, resistencia a la corrosión y costo del ciclo de vida.
Seleccionar entre ellos es una compensación entre el peso, rigidez, resistencia al desgaste, maquinabilidad, costo y entorno operativo.
Este artículo compara los dos a través de ejes técnicos y proporciona datos prácticos y orientación para la selección..
2. ¿Qué es el aluminio fundido??
Aluminio fundido se refiere a componentes producidos vertiendo aluminio fundido (o aleación de aluminio) en un molde y dejarlo solidificar en la geometría final o casi final.
Porque el aluminio tiene un punto de fusión relativamente bajo., buena fluidez en forma aleada, y una baja densidad, El aluminio fundido es la opción preferida cuando la geometría compleja, peso ligero, La conductividad térmica o la resistencia a la corrosión son importantes..
Las rutas de fundición de aluminio incluyen la fundición a presión a alta presión., Fundición en molde permanente a baja presión y gravedad., fundición de arena, e inversión (cera perdida) fundición; Cada ruta ofrece límites diferentes en el espesor de la pared., acabado superficial, Precisión dimensional y propiedades mecánicas..
Características
- Ligero: densidad ≈ 2.6–2,8 g/cm³ (típicamente 2.70 g/cm³).
- Módulo elástico bajo: Módulo de Young ≈ 69–72 GPa (≈ 69 GPa típico).
- Buena conductividad térmica: las aleaciones varían pero a menudo 100–200 W·m⁻¹·K⁻¹; el aluminio puro es ~237 W·m⁻¹·K⁻¹.
- Buena resistencia a la corrosión: forma una película de óxido estable; Comportamiento mejorado con anodizado o recubrimientos..
- Comportamiento de fractura dúctil: Muchas aleaciones fundidas de Al son razonablemente dúctiles. (Dependiendo de la aleación y el tratamiento térmico).
- Fácilmente mecanizado: Fuerzas de corte comparativamente bajas y buena maquinabilidad para muchas aleaciones..
- Reciclable: El aluminio es altamente reciclable y requiere relativamente poca energía para refundirlo en comparación con la producción primaria..
Aleaciones de aluminio comunes (familias de reparto típicas)
| familia de aleaciones (nombre tipico) | Grados representativos / nombres comerciales | Elementos clave de aleación (WT%) | Práctico? | Aplicaciones típicas |
| Al–Si (uso general) | A356 / AlSi7 | Y ≈ 6–8; Magnesio ≈ 0,2–0,5 | A menudo (T6 disponible) | Viviendas estructurales, cuerpos de bombas, fundiciones automotrices en general |
| Al-Si-Mg (estructural, práctico) | A356-T6, A357 | Y ≈ 6–7; Magnesio ≈ 0,3–0,6 | Sí (T5/T6) | Componentes de suspensión, ruedas, carcasa de transmisión |
| Fundición a presión Al-Si-Cu / Al–Si | A380, ADC12, A383 | Y ≈ 8-13; Cu ≈ 1–4; Fe controlado | Limitado (en su mayoría como yeso o semi-envejecido) | Carcasas de pared delgada, conectores, recintos de consumo |
Al -andi (motor & aleaciones de T elevada) |
Aleación 319 | Y ~6–8; Cu ~3-4; mg pequeño | Sí (solución + envejecimiento) | Cabezales de cilindro, pistones (con revestimientos), hardware del motor |
| Alto Si / aleaciones hipereutécticas | Al–Si (10-20% Sí) | y 10-20; Mg/Cu menor | Un poco (limitado) | Pistones, superficies de desgaste, componentes de baja expansión |
| Al-Si-Sn / aleaciones para rodamientos | Variantes de rodamientos Al–Si–Sn | Por favor modere; Sn (±Pb) como lubricantes sólidos | normalmente no (suave como yeso) | Cojinetes lisos, bujes, superficies deslizantes |
| Molde especial de alta resistencia Al | Variantes Al-Zn-Mg (uso limitado del yeso) | Zn, Mg, pequeñas adiciones de Cu | Sí (endurecible por envejecimiento) | Piezas estructurales de alta resistencia (nicho/aeroespacial) |
3. ¿Qué es el hierro fundido??
Hierro fundido Es una familia de aleaciones de hierro y carbono que se producen vertiendo metal fundido en moldes y dejándolo solidificar..
Lo que distingue a los hierros fundidos de los aceros es su relativa alto contenido de carbono (típicamente >2.0 WT% C) y la presencia de carbono grafito en la microestructura recién fundida.
El carbono se presenta comúnmente como grafito. (en varias morfologías) o como carburo de hierro (cemento) dependiendo de la química de la aleación y las condiciones de solidificación.
Ese grafito, y la matriz que lo rodea, controla el comportamiento mecánico., maquinabilidad y espacio de aplicación de los distintos tipos de fundición.
Los hierros fundidos son los caballos de batalla de las industrias pesadas., Aplicaciones resistentes al desgaste y sensibles a las vibraciones porque son económicas de moldear en formas grandes o complejas., ofrecen una excelente amortiguación, y se puede adaptar mediante química y tratamiento térmico posterior a la fundición. (P.EJ., temple del este) a una amplia gama de propiedades.
Características clave
- La morfología del grafito controla las propiedades.. la forma, tamaño y distribución del grafito (escama, esferoidal, comprimido) dominar la ductilidad a la tracción, tenacidad, rigidez y maquinabilidad:
-
- Escamoso (gris) grafito Produce buena maquinabilidad y amortiguación pero menor resistencia a la tracción y sensibilidad a la entalla..
- Esferoidal (nodular/dúctil) grafito Produce una resistencia a la tracción y ductilidad mucho mayores..
- Grafito compactado (CGI) es intermedio: mejor resistencia y resistencia a la fatiga térmica que el hierro gris y al mismo tiempo conserva una buena amortiguación.
- Excelente amortiguación de vibración. Los nódulos/escamas de grafito interrumpen la propagación de ondas elásticas, Por eso se prefieren los hierros fundidos para los marcos de las máquinas herramienta., Bloques de motor y carcasas donde la amortiguación suprime el ruido y la vibración..
- Buena resistencia a la compresión y al desgaste.. Especialmente en hierros perlíticos y blancos.; adecuado para rodamientos de alta resistencia, rodillos y piezas de desgaste.
- Relativamente frágil en tensión (algunos grados). El hierro gris es sensible a las muescas y muestra un bajo alargamiento.; El hierro dúctil mejora significativamente la tenacidad pero aún se comporta de manera diferente a los aceros..
- Económico para piezas fundidas grandes/complejas. La fundición en arena y el moldeado en cáscara están bien establecidos.; contracción, La alimentación y la solidificación direccional se gestionan con técnicas de fundición estándar..
- Amplia envoltura de diseño mediante tratamiento post-solidificación. Mediante tratamientos térmicos (normalización, recocer, temple del este) y aleación (En, CR, Mes),
Los hierros fundidos se pueden adaptar desde grados muy resistentes al desgaste hasta grados estructurales resistentes. (P.EJ., ADI: hierro dúctil austemperado). - Buena estabilidad térmica en muchos grados.. Algunos hierros fundidos conservan la estabilidad dimensional y la resistencia a temperaturas elevadas mejor que las aleaciones de aluminio..
Tipos comunes de hierro fundido
A continuación se muestra un resumen práctico de las principales familias de hierro fundido., tendencias típicas de la química, microestructura y propiedades representativas / aplicaciones.
| Tipo | Composición típica (aproximadamente. WT%) | Característica clave de la microestructura | Comportamiento mecánico representativo | Aplicaciones típicas |
| Hierro fundido gris (GJL / Clasificado según ASTM A48) | ~3,0–3,8; Y ~1,5–3,0; MN≤0,5; S & P controlado | Hojuelas de grafito en matriz de ferrita/perlita | Resistencia a la tracción en términos generales ~150–350 MPa (varía según la clase); bajo alargamiento (<1–3%); excelente amortiguación; dureza moderada | Bloques de motor, tambores de freno, alza de bombas, bases de máquinas |
| Dukes (nodular) hierro (GJS / ASTM A536) | ~3,2–3,8; Y ~1,8–2,8; Magnesio ~0,03–0,06 (nodularizando), traza Ce/RE | Nódulos de grafito esferoidal en ferrita/perlita | Alta resistencia a la tracción y ductilidad.; calificaciones comunes como 60–40–18 (60 Acción UTS ≈ 414 MPA, 40 ksi YS ≈ 276 MPA, 18% alargamiento) | Carcasa de equipo, cigüeñal, fundiciones estructurales críticas para la seguridad |
| Hierro de grafito compactado (CGI) (GJV) | ~3,2–3,6; Y ~1,8–2,6; traza de Mg/RE | Compacto (vermicular) grafito — intermedio entre escamas y esferoides | Mejor resistencia a la tracción y resistencia a la fatiga térmica que el hierro gris., con buena amortiguación; UTS en rango intermedio | Bloques de motor diesel, componentes de escape, bloques de cilindros de servicio pesado |
| hierro blanco | ~2,6–3,6; si bajo (<1.0); altas tasas de enfriamiento | Cemento / ledeburita (carburo) - esencialmente sin grafito | Muy alta dureza (a menudo HB varios cientos), excelente resistencia al desgaste abrasivo; baja dureza | Trituradoras, usar platos, revestimientos de granallado, ambientes de abrasión severa |
hierro maleable |
Composición inicialmente de hierro blanco.; tratado con calor | Fundido como hierro blanco entonces recocido para templar el carbono en agregados irregulares (carbono templado) | Combina ductilidad/resistencia mejorada vs.. hierro gris; fuerza moderada | Piezas pequeñas que requieren ductilidad. (guarniciones, corchetes) |
| Hierro dúctil (Adi) | Base de hierro dúctil + tratamiento térmico de austempering controlado | Grafito esferoidal en matriz ausferrítica (ferrita bainítica + austenita estabilizada) | Excepcional relación resistencia-ductilidad: UTS de ~600 a >1000 MPA con elongación útil (3–10% dependiendo del grado); Excelente resistencia a la fatiga | Transmisión de alto rendimiento, componentes de suspensión, maquinaria pesada |
| Hierros fundidos aleados (P.EJ., Ni-resistencia, hierros con alto contenido de cromo) | Base con Ni significativo, CR, adiciones de mo | Matriz diseñada para resistir el calor y la corrosión.; El grafito puede estar presente o suprimido. | Resistencia especializada a la corrosión/oxidación., o resistencia a altas temperaturas | Componentes de bombas para fluidos corrosivos, cuerpos de válvula, piezas de desgaste de alta temperatura |
4. Comparación de propiedades mecánicas
Los números se presentan como prácticos., nivel de fundición rangos típicos (mínimos/máximos no garantizados) porque los valores reales dependen en gran medida de la química exacta, ruta de lanzamiento, tamaño de sección, y tratamiento térmico.
Rangos típicos de propiedades mecánicas: grados representativos de aluminio fundido frente a hierro fundido
| Material / Calificación (designación típica) | Densidad (g · cm⁻³) | módulo de Young (GPA) | Resistencia a la tracción, UTS (MPA) | Fuerza de rendimiento (MPA) | Alargamiento (A, %) | Dureza (Brinell, media pensión) | Aplicaciones típicas |
| A356-T6 (Al-Si-Mg, aluminio fundido tratado térmicamente) | 2.68–2,72 | 68–72 | 200 - 320 | 150 - 260 | 5 - 12 | 60 - 110 | Viviendas estructurales, cubos de ruedas, carcasa de transmisión |
| A380 / ADC12 (Familia común Al-Si de fundición a presión, talentoso) | 2.70–2,78 | 68–72 | 160 - 280 | 100 - 220 | 1 - 6 | 70 - 130 | Carcasas de pared delgada, piezas de consumo, conectores (fundición a presión) |
| Hipereutéctico Al-Si (pistón / aleaciones de baja expansión) | 2.70–2,78 | 68–72 | 150 - 260 | 100 - 220 | 1 - 6 | 80 - 140 | Pistones, componentes deslizantes, piezas de baja expansión |
| Hierro fundido gris (Clase típica ASTM A48 30) | 6.9–7.3 | 100–140 | ≈207 (≈30 ksi) | - (sin rendimiento distinto) | <1 - 3 | 140 - 260 | Bloques de motor, marcos de maquinas, tambores de freno |
| Hierro fundido gris (Clase ASTM A48 40) | 6.9–7.3 | 100–140 | ≈276 (≈40 ksi) | - | <1 - 3 | 160 - 260 | Carcasas para trabajos más pesados, cuerpos de bombas |
| Dukes (nodular) hierro: 60–40–18 (ASTM A536) | 7.0–7.3 | 160–180 | ≈414 (60 KSI) | ≈276 (40 KSI) | ~ 18 | 160 - 260 | Carcasa de equipo, componentes de manivela, piñones estructurales |
| Hierro de grafito compactado (CGI) (rango típico) | 7.0–7.3 | 140–170 | 350 - 500 | 200 - 380 | 2 - 8 | 180 - 300 | Bloques de motor diesel, componentes de escape (alta resistencia a la fatiga térmica) |
| Blanco / hierro de desgaste con alto contenido de Cr (grados de desgaste) | 7.0–7.3 | 160–200 | baja tensión / frágil | - | <1 - 2 | >300 - 700 | Trituradoras, usar forros, componentes de granallado |
5. Consideraciones sobre el proceso térmico y de fundición
Comportamiento de fusión y solidificación.
- Punto de fusión / líquido: Las aleaciones de aluminio se funden en ~ 550–650 ° C rango (aluminio puro 660.3 ° C).
El hierro fundido se solidifica a temperaturas más altas. (~1150–1250 °C dependiendo de la composición) y forma grafito o cementita según la composición y la velocidad de enfriamiento. - Conductividad térmica: Las aleaciones de aluminio suelen conducir el calor. significativamente mejor que el hierro fundido (a menudo 2 a 4 veces mayor), que afecta el enfriamiento del molde, Velocidad de solidificación y comportamiento de enfriamiento..
- Contracción por solidificación: contracción lineal típica para aleaciones de aluminio ~1.3–1,6%; la contracción del hierro fundido gris es menor (~0.5–1.0%), aunque micro- y la macrocontracción dependen del espesor de la sección y de la alimentación..
Métodos de fundición & uso típico
- Elenco aluminio: comúnmente producido por fundición a presión (de alta presión), moho permanente, a baja presión, y fundición de arena.
La fundición a presión produce un excelente acabado superficial y capacidad para paredes delgadas.; mangos de fundición en arena grandes, pesado, o piezas complejas con menor coste de herramientas. - Hierro fundido: típicamente fundición de arena (arena verde, caparazón) y goam perdido/caparazón para formas complejas.
Las piezas fundidas de hierro dúctil suelen ser fundidas en arena.. El hierro fundido tolera bien secciones grandes y piezas fundidas pesadas..
Tolerancias dimensionales & acabado superficial
- Aluminio fundido: mejor capacidad dimensional de rutas de fundición: tolerancias típicas en el rango ±0,1–0,5 mm para muchas dimensiones (depende del tamaño), acabado superficial Ra a menudo 0.8–3.2 µm talentoso.
- Aluminio de molde permanente: tolerancias ±0,25–1,0 mm, Acabado superficial mejor que el moldeado en arena..
- Hierro fundido en arena: tolerancias más gruesas, normalmente ±0,5–3,0 mm según el tamaño y el acabado; acabado superficial más rugoso, Ra a menudo 6–25 µm como fundido a menos que esté mecanizado.
- Capacidad de espesor de pared: El aluminio fundido a presión puede producir paredes delgadas. (<2 mm) económicamente;
El hierro fundido generalmente requiere secciones más gruesas para evitar defectos y alimentar la contracción., aunque el moldeado moderno puede lograr secciones moderadamente delgadas para piezas pequeñas.
Maquinabilidad y operaciones secundarias.
- Aluminio Máquinas fácilmente a velocidades más altas y fuerzas más bajas.; la vida útil de las herramientas es buena; Los márgenes de mecanizado son modestos para piezas fundidas a presión..
- Hierro fundido Mecaniza de manera diferente: el hierro gris es relativamente fácil de mecanizar debido a que el grafito actúa como rompevirutas y lubricante.;
El hierro dúctil es más duro y requiere diferentes herramientas.; El corte de hierro fundido a menudo produce virutas quebradizas y requiere grados de herramienta adecuados..
6. Resistencia a la corrosión y entornos operativos
- Aluminio fundido: naturalmente resistente a la corrosión gracias a una película de óxido estable; funciona bien en atmósfera, ambientes marinos y ligeramente corrosivos si se elige la aleación/recubrimiento apropiado.
Los sistemas de anodizado y pintura mejoran aún más la durabilidad y la apariencia de la superficie.. - Hierro fundido: material ferroso propenso a oxidarse (oxidación) en ambientes húmedos; requiere recubrimientos protectores (pintura, enchapado), protección catódica o aleación para resistencia a la corrosión.
En algunas aplicaciones (bloques de motor), El hierro fundido tiene un rendimiento aceptable gracias a la protección contra el aceite y a los entornos controlados.. - Rendimiento a alta temperatura: hierro fundido (especialmente gris y dúctil) Conserva la resistencia a temperaturas elevadas mejor que el aluminio..
La resistencia del aluminio disminuye rápidamente a medida que la temperatura aumenta por encima de ~150-200 °C, limitar su uso en motores calientes o componentes expuestos al escape a menos que se utilicen aleaciones especiales o refrigeración.
7. Ventajas del aluminio fundido frente al hierro fundido
Ventajas del aluminio fundido
- Ahorro de peso: ~62,5% más liviano para un volumen equivalente que el hierro fundido: fundamental en el transporte para ahorrar combustible.
- Alta conductividad térmica: mejor disipación de calor (útil para intercambiadores de calor, culatas en automoción después de un diseño apropiado).
- Buena resistencia a la corrosión talentoso; Opcionalmente anodizable para mayor protección y estética..
- Capacidad de paredes delgadas y características delgadas complejas (especialmente el casting) — permite piezas consolidadas y ahorros de costos en sentido ascendente.
- Reciclabilidad favorable y menores costos de envío masivo.
Ventajas del hierro fundido
- Mayor rigidez y amortiguación.: Bueno para estructuras que requieren rigidez y control de vibraciones. (bases de máquinas herramienta, alza de bombas).
- Superior resistencia al desgaste y propiedades tribológicas.: Los hierros perlíticos y blancos destacan en ambientes abrasivos/desgaste..
- Mayor resistencia a la compresión y estabilidad térmica a temperaturas elevadas. — utilizado para bloques de motor de servicio pesado, revestimiento de cilindros, y rotores de freno.
- Generalmente menor costo de materia prima por kg. y comportamiento de fundición robusto para secciones muy grandes.
8. Limitaciones del aluminio fundido frente al hierro fundido
Limitaciones del aluminio fundido
- Menor rigidez: requiere secciones transversales o nervaduras más grandes para lograr una rigidez equivalente; puede reducir algunas ventajas de peso.
- Menor resistencia a altas temperaturas: El aluminio pierde su límite elástico a temperaturas elevadas más rápido que el hierro..
- Menos resistencia al desgaste: el aluminio fundido simple es más suave; requiere tratamientos superficiales (anodizado duro, revestimiento) para superficies críticas para el desgaste.
- Porosidad y defectos relacionados con el gas.: El aluminio es propenso a sufrir porosidad gaseosa y defectos de contracción si no se controlan las prácticas de fundición y fundición..
Limitaciones del hierro fundido
- Pesado: una mayor densidad aumenta la masa de la pieza: negativo para aplicaciones sensibles al peso.
- Comportamiento frágil a la tracción: El hierro gris muestra una baja ductilidad a la tracción y es propenso a fracturarse por fragilidad bajo el impacto.; el diseño debe tener en cuenta la sensibilidad a la muesca.
- Se corroe si no está protegido: Requiere recubrimientos o control de la corrosión..
- Menor conductividad térmica que Al (disipación de calor más lenta); puede requerir ajustes en el diseño de refrigeración.
9. Aluminio fundido versus hierro fundido: Comparación de diferencias
| Atributo | Aluminio fundido (P.EJ., A356-T6, A380) | Hierro fundido (gris, Dukes) | Implicaciones prácticas |
| Densidad | ~2,6–2,8 g·cm⁻³ | ~6,8–7,3 g·cm⁻³ | El aluminio es entre un 60 % y un 63 % más ligero: gran beneficio para los diseños sensibles al peso. |
| módulo elástico (mi) | ≈ 69-72 GPa | ≈ 100-170 GPa | El hierro es entre 1,5 y 2,5 veces más rígido.; El aluminio necesita más material/nervaduras para igualar la rigidez.. |
| Resistencia a la tracción (típico) | A356-T6: ~200–320 MPa; A380: ~160–280 MPa | Gris: ~150–300 MPa; Dukes: ~350–700 MPa | El hierro dúctil supera al Al en resistencia y ductilidad; Algunas aleaciones de Al se acercan a resistencias de hierro de gama baja.. |
| Fuerza de rendimiento | ~150–260 MPa (A356-T6) | Gris: sin rendimiento claro; Dukes: ~200–300 MPa | Utilice hierro dúctil cuando se necesite un comportamiento elástico distinto y una mayor resistencia estática.. |
| Alargamiento (ductilidad) | ~5–12% (A356-T6) o 1-6% (fundido a presión) | Gris: <1–3%; Dukes: ~10–20% | El hierro dúctil y el Al tratado térmicamente ofrecen buena ductilidad.; El hierro gris es frágil en tensión.. |
| Dureza / tener puesto | HB ≈ 60-130 (dependiente de la aleación) | HB ≈ 140-260 (gris); >300 (blanco/perlado) | Hierro, especialmente grados perlíticos/blancos, mejor para desgaste abrasivo. El aluminio requiere revestimientos/insertos por desgaste.. |
| Conductividad térmica | ~80–180 W·m⁻¹·K⁻¹ (dependiente de la aleación) | ~30–60 W·m⁻¹·K⁻¹ | Se prefiere el aluminio para piezas de disipación de calor. (disipadores de calor, alojamiento). |
| Estabilidad térmica / fuerza de alta T | La resistencia cae rápidamente por encima de ~150–200 °C | Mejor retención de resistencia a altas temperaturas | Utilice hierro para soportar cargas a temperaturas elevadas.. |
| Mojadura / vibración | Moderado | Excelente (especialmente hierro gris) | Se prefiere el hierro para los marcos de las máquinas., Bases y componentes donde la amortiguación de vibraciones es importante.. |
| Castigabilidad / capacidad de pared delgada | Excelente (fundición a presión; paredes delgadas <2 mm posible) | Limitado: mejor para secciones más gruesas | El aluminio permite consolidar, piezas ligeras de paredes delgadas; planchar mejor para secciones pesadas. |
Acabado superficial & tolerancias (talentoso) |
fundido a presión: fino acabado, tolerancias apretadas | Molde de arena: áspero, tolerancias más amplias | La fundición a presión baja después del mecanizado.; El hierro fundido en arena a menudo requiere más mecanizado.. |
| Maquinabilidad | Fácil, altas tasas de eliminación; bajo desgaste de herramientas | El hierro gris se maquina bien (El grafito ayuda a la formación de virutas.); hierro dúctil más duro para las herramientas | El aluminio reduce los tiempos del ciclo de mecanizado; El hierro puede necesitar herramientas más resistentes, pero las planchas grises cortan limpiamente.. |
| Resistencia a la corrosión | Bien (óxido protector); mejorado aún más mediante anodizado/recubrimientos | Deficiente en ambientes húmedos/clorados sin protección | El aluminio a menudo necesita menos protección contra la corrosión; El hierro debe estar pintado/chapado o aleado.. |
| Reciclabalidad | Excelente; Energía de refundición menor por kg que la primaria. | Excelente; altamente reciclable | Ambos tienen un fuerte valor de chatarra.; Ahorro de energía en aluminio por kg de tamaño vs producción primaria.. |
| Consideraciones de costos típicas | Mayores $/kg pero menor masa pueden reducir el costo del sistema; herramientas de fundición a presión de alta | Menor $/kg; Herramientas de fundición en arena bajas para volúmenes bajos. | Seleccionar según la masa de la pieza, volumen y acabado requerido. |
| Aplicaciones típicas | Carcasa automotriz, disipadores de calor, piezas estructurales livianas | Bloques de motor, bases de máquinas, usar piezas, carcasas pesadas | Haga coincidir el material con las prioridades funcionales: peso frente a rigidez/desgaste. |
Guía de selección (reglas prácticas de oro)
- Elija aluminio fundido cuando: reducción de masa, disipación térmica, La resistencia a la corrosión y la consolidación de características de paredes delgadas son los principales impulsores. (P.EJ., componentes de carrocería de automóvil, disipadores de calor, carcasas ligeras).
Utilice fundición a presión de aluminio para grandes volúmenes y paredes delgadas., piezas ricas en funciones; Utilice A356-T6 cuando se requiera un mayor rendimiento estructural y tratamiento post-calor.. - Elija hierro fundido cuando: rigidez, mojadura, La resistencia al desgaste o las temperaturas de servicio elevadas son primordiales. (P.EJ., bases de máquinas herramienta, componentes del freno, carcasas resistentes, revestimientos de desgaste abrasivo).
Seleccione hierro dúctil para piezas estructurales que requieran tenacidad y cierta ductilidad a la tracción..
Utilice hierro gris para amortiguar y maquinar. (para operaciones de mecanizado pesado) son importantes y la ductilidad a la tracción es menos crítica. - En caso de duda, evaluar las compensaciones a nivel del sistema: una pieza de hierro más pesada puede ser más barata por kg pero aumenta los costos posteriores (consumo de combustible, manejo, instalación);
en cambio, el aluminio puede reducir la masa del sistema, pero puede requerir secciones o inserciones más grandes para alcanzar los objetivos de rigidez/vida útil; ejecute una masa a nivel de pieza, comparación de rigidez y costo.
10. Conclusión
El aluminio fundido y el hierro fundido son materiales complementarios, cada uno sobresale en escenarios donde sus propiedades únicas se alinean con los requisitos de la aplicación.
Las fundiciones de aluminio dominan el peso ligero, sectores de alta eficiencia (vehículos eléctricos automotrices, aeroespacial, Electrónica de consumo) gracias a su relación resistencia-peso, conductividad térmica, y moldeabilidad compleja. </durar>
El hierro fundido sigue siendo insustituible en trabajos pesados, aplicaciones sensibles al costo (herramientas, tubos de construcción, motores tradicionales) debido a su resistencia al desgaste, amortiguación de vibración, y bajo costo.</durar>
Preguntas frecuentes
¿Cuánto más liviana es una pieza de aluminio fundido que una pieza de hierro fundido del mismo volumen??
Densidades típicas: Aluminio ~2,7 g/cm³ frente a hierro fundido ~7,2 g/cm³. Para el mismo volumen de componente, El aluminio es acerca de 62.5% encendedor (ES DECIR., masa de aluminio del mismo volumen = 37.5% de masa de hierro fundido).
¿Puede el aluminio reemplazar el hierro fundido en los bloques de motor??
El aluminio se utiliza ampliamente en los bloques de motores y culatas de cilindros modernos para ahorrar peso..
Reemplazar el hierro requiere un diseño cuidadoso para lograr rigidez, expansión térmica, estrategias de camisa de cilindro (P.EJ., revestimientos fundidos, mangas de hierro) y atención a la fatiga y el desgaste.
Para aplicaciones de alta carga o alta temperatura, Se pueden preferir diseños/aleaciones de hierro fundido o aluminio especial..
cual es mas barato: aluminio fundido o hierro fundido?
en un por kilogramo base, el hierro tiende a ser más barato; en un por parte base la respuesta depende del volumen, estampación (los troqueles de fundición a presión son caros), tiempo de mecanizado, y los costes del sistema impulsado por el peso (P.EJ., consumo de combustible en vehículos).
Para altos volúmenes, El aluminio fundido a presión puede ser económico a pesar del mayor costo del material..
¿Qué material resiste mejor el desgaste??
Hierro fundido (hierro particularmente perlítico o blanco) generalmente exhibe una resistencia al desgaste superior en comparación con el aluminio fundido.
El aluminio puede recibir tratamiento superficial o revestimiento para aplicaciones de desgaste, pero rara vez coincide con el hierro endurecido sin procesos adicionales..
¿Se oxida el aluminio fundido??
El aluminio no se oxida como el hierro.; Forma una capa de óxido que lo protege de una mayor corrosión.. Bajo algunas condiciones (exposición a cloruro, acoplamiento galvánico) El aluminio puede corroerse y puede requerir recubrimientos o protección catódica..
