La estructura de la matriz del hierro fundido dúctil QT450-10 se encuentra dentro del rango de contenido de perlita <30% y contenido eutéctico de fósforo <1%. El cambio en la estructura de la matriz tiene poco efecto en las propiedades mecánicas del hierro dúctil. Sin embargo, la morfología del grafito en el hierro dúctil, es decir, el grado de esferoidización del grafito, desempeña un papel decisivo en la modificación de dichas propiedades.

La distribución del grafito en el hierro dúctil rara vez se presenta en una sola forma dentro de una misma pieza fundida. Las cuatro formas básicas más comunes son esférica, grumosa, laminar y en escamas gruesas. La combinación de estas formas de grafito puede generar situaciones complejas.

Según los resultados del análisis metalográfico estadístico y los datos de las pruebas de propiedades mecánicas, para el hierro fundido dúctil QT450-10, cuando su estructura de matriz está dentro del rango de contenido de perlita <30%, contenido eutéctico de fósforo <1% y el tamaño del grafito está dentro de 3 niveles. Las propiedades mecánicas del hierro fundido dúctil QT450-10 con diferentes niveles de esferoidización (morfología del grafito) se pueden representar en la siguiente figura.

Nivel de esferoidización

Nivel de esferoidización del hierro fundido dúctil QT450-10 – curva de propiedades mecánicas

Conclusión

1. El hierro fundido dúctil QT450-10 con diferentes estructuras metalográficas también presenta diferencias. Entre ellas, el factor que más influye en las propiedades mecánicas del hierro dúctil es el grado de esferoidización de su grafito. Si la estructura de la matriz del hierro fundido dúctil QT450-10 se encuentra dentro del rango de contenido de perlita <30% y contenido eutéctico de fósforo <1%, el cambio en la estructura de la matriz tiene poco efecto en las propiedades mecánicas del hierro dúctil.

2. El hierro fundido dúctil QT450-10 presenta propiedades mecánicas adecuadas cuando su nivel de esferoidización de grafito es de 1 a 4, bajo las condiciones de contenido de perlita <30%, eutéctico de fósforo <1% y tamaño de grafito dentro de 3 niveles, y cumple con los requisitos de σb≥450 MPa, δ5≥10%, aK≥30 J/cm2 y HB de 160-200. Cuanto mayor sea el nivel de esferoidización, mejores serán las propiedades mecánicas.

3. Cuando el grafito del hierro fundido dúctil QT450-10 se presenta principalmente en forma de escamas gruesas, sus propiedades mecánicas son relativamente complejas. Si el grafito en escamas gruesas está completamente disperso, es decir, el nivel de esferoidización del grafito es 5, las propiedades del hierro dúctil se aproximan a los requisitos. Para piezas estáticas como la carcasa del motor, se puede considerar su uso siempre que el grafito esté completamente disperso tras el muestreo y análisis del cuerpo. Si más del 70 % del grafito en escamas gruesas está disperso, las propiedades del hierro dúctil se reducen ligeramente. Cuando el grafito en escamas gruesas está mezclado y agregado, las propiedades mecánicas del hierro dúctil son muy deficientes. En general, para piezas dinámicas, cuando el grafito del hierro dúctil se presenta principalmente en forma de escamas gruesas, debe considerarse chatarra.