La fundición nodular, también conocida como fundición de grafito esferoidal o fundición dúctil (FD) es un tipo de hierro y grafito que destaca por su ductilidad, es decir, su capacidad para deformarse bajo tensión sin llegar a romperse.
Esta propiedad es muy valorada en muchos sectores industriales y en la ingeniería, ya que los materiales dúctiles pueden cambiar de forma de manera considerable antes de romperse.
Esto implica, entre otras cuestiones, que se pueden estirar para crear alambres finos o láminas muy delgadas y que son capaces de absorber grandes cantidades de energía, por lo que son resistentes tanto a los impactos como a las cargas dinámicas.
¿Qué significa fundición nodular?
La fundición nodular hace referencia, pues, a un tipo de fundición de hierro aleada con grafito, que se diferencia de otros tipos por la forma esférica que toma el grafito.
¿Qué es la nodularidad?
Por tanto, la nodularidad hace referencia a la fundición de hierro dúctil en la que el grafito se encuentra dentro de la matriz de hierro fundido en forma de nódulos esféricos.
Esta forma nodular, a diferencia de la fundición gris nodular de grafito laminar, permite que el grafito actúe como agente de mejora de la tenacidad y la ductilidad del material, a la vez que aumenta la resistencia a la tracción y minimiza los puntos de tensión para mejorar la resistencia al impacto.
La nodularidad es crucial, por tanto, para asegurar una alta calidad del material, reduciendo la probabilidad de aparición de defectos estructurales en el metal, tales como grietas o porosidad.
Para conseguir que aparezca el grafito en forma esferoidal en la fundición se emplean elementos como el magnesio o el cerio.
¿Qué tipo de fundición hay?
La fundición de hierro se clasifica en tres tipos generales, la fundición blanca, la fundición gris, la fundición maleable y la fundición dúctil, también conocida como fundición nodular.
La fundición blanca se caracteriza por su microestructura, que contiene carburos de hierro (Fe3C), también conocidos como cementita. Presenta una dureza alta y una buena resistencia al desgaste, por lo que se suele emplear en herramientas de corte o piezas sujetas a un desgaste severo.
La fundición gris, que consta de una matriz de hierro con láminas o escamas de grafito, destaca por su buena amortiguación de las vibraciones, por lo que se emplea a menudo en entornos en los que esta característica es esencial.
La fundición maleable, por su parte, se obtiene a partir de la fundición blanca, sometida a un tratamiento térmico de recocido prolongado para conseguir una buena moldeabilidad.
Por su parte, la fundición nodular o fundición dúctil se caracteriza por la presencia de grafito en forma de nódulos esféricos, lo que le proporciona una alta resistencia a la tracción y a la fatiga y, sobre todo, una gran ductilidad, por lo que se suele emplear en motores o engranajes.
¿Cómo se hace el hierro nodular?
El hierro nodular no tiene una única fórmula, sino que este tipo de fundición se puede trabajar de distintas maneras, siempre controlando, como elemento común, la forma esferoidal del grafito en la matriz.
Para conseguirlo, es necesario añadir pequeñas cantidades de magnesio o cerio, antes de la colada, a la fundición de hierro líquido.
Ventajas del hierro nodular
El hierro nodular ofrece, por su estructura, unas propiedades muy ventajosas para una amplia variedad de aplicaciones:
- Alta ductilidad y tenacidad, se deforma y absorbe impactos sin romperse.
- Alta resistencia a la tracción, por lo que soporta cargas elevadas.
- Buena maquinabilidad, es decir, se puede mecanizar fácilmente y se puede emplear en la industria dentro procesos de fabricación de componentes complejos.
- Resistencia al desgaste muy alta, ideal para piezas que experimenta fricción o sometidas a movimiento.
- Resistencia a la corrosión, especialmente en aleaciones específicas que potencian esta cualidad.
- Versatilidad, ya que la composición se puede adaptar para potenciar características específicas en cada aplicación.
- Relación calidad-precio. Se trata de un material muy competitivo por su coste y sus propiedades.
- Capacidad de fundición con precisión.
- Comportamiento térmico bueno, al mantener sus propiedades mecánicas a temperaturas elevadas.
Usos de la fundición nodular
Teniendo en cuenta estas ventajosas propiedades, el hierro nodular es ampliamente utilizado en diversas industrias y sectores.
Algunas de sus aplicaciones más comunes incluyen la industria automotriz, especialmente en los bloques de motor, cigüeñales y bielas, ejes y árboles de transmisión o componentes de suspensión. En este sector es muy valorada la resistencia a la torsión, la capacidad para soportar cargas, la absorción de impactos o la amortiguación, al igual que en otros como los ferrocarriles, la industria naval o el sector energético, particularmente en la fabricación de componentes para la producción de energía eólica.
La fundición nodular también se emplea en la maquinaria industrial, para fabricar engranajes y ruedas dentadas, carcasas para maquinaria u otras piezas para maquinaria pesada, empleados tanto en el sector de la construcción como en la agricultura.
