RELACIÓN ENTRE LAS HETEROGENEIDADES MICROESTRUCTURALES, DEFORMACIÓN PLÁSTICA Y DAÑO, EN FUNDICIONES NODULARES DE MATRIZ FERRÍTICA

DIEGO O. FERNANDINO; ROBERTO E. BOERI

Mar del Plata

Congreso; XX Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales, SAM 2022; 2022

INTEMA

El proceso de solidificación de las fundiciones de las Fundiciones de hierro con grafito esferoidal (FE) involucra la nucleación y el crecimiento en el líquido de nódulos de grafito y austenita, la cual crece en forma dendrítica. Las primeras zonas en solidificar (generalmente llamadas FTF) son coincidentes con los ejes y brazos de las dendritas de austenita, mientras que las últimas porciones en solidificar, generalmente denominadas LTF (last to freeze zones), se ubican entre los brazos de dendrita Las LTF a veces se consideran áreas débiles de la matriz metálica en las que podría tener lugar la nucleación de grietas durante diferentes estados de solicitaciones mecánicas [3]. Sin embargo, no hay suficiente evidencia experimental para apoyar esta suposición. En este contexto, la evaluación de la influencia de la heterogeneidad de la matriz metálica en las propiedades mecánicas de la FE exige un análisis experimental de las propiedades mecánicas de la matriz metálica a nivel microestructural. En este trabajo, se lleva a cabo un análisis microscópico con observaciones in situ de la secuencia y ocurrencia de los mecanismos de daño de FE de matriz ferrítica resultantes de esfuerzos de tracción. Las metodologías experimentales abarcan técnicas especializadas de metalografía, análisis de correlación de imágenes digitales (DIC) y observación de microscopía óptica in situ de probetas de tracción de pequeñas dimensiones, las cuales fueron mecanizadas desde la zona calibrada de bloques Y de una pulgada, colados en molde de arena (ASTM A897M)Los resultados permitieron identificar que la etapa de iniciación de fisuras se encuentra preferentemente en la interfaz matriz-nódulo y los bordes de grano. Las últimas zonas en solidificar presentaron los menores valores de deformación plástica. Se observó que la propagación de fisuras se da preferencialmente a través de los ligamentos internodulares de las regiones decohesionadas de la interfaz matriz-nódulo, las cuales pertenecen a las primeras zonas en solidificar. Dichas zonas mostraron valores de deformación tres veces mayores a las ultimas zonas en solidificar. La fractura final se produce por la propagación inicial de múltiples fisuras a través de los ligamentos internodulares que luego se unen en una sola fisura dominante, lo que conduce a la falla del material. Al evaluar la superficie de fractura y las zonas superficiales adyacentes a la fractura, se observa un daño generalizado de la microestructura, consistente con la generación de múltiples fisuras y una extensa deformación plástica.