Revista de Metalurgia, Vol 54, No 2 (2018)

Optimización microestructural de fundiciones grises dúctiles no aleadas, con matriz ferrítica, empleadas en la fabricación de bujes de aerogeneradores


https://doi.org/10.3989/revmetalm.118

Juan Asensio-Lozano
Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica, Escuela de Ingeniería de Minas, Energía y Materiales, Universidad de Oviedo, España
orcid http://orcid.org/0000-0001-6552-2860

José F. Álvarez-Antolín
Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica, Edificio Departamental Este, Universidad de Oviedo, España
orcid http://orcid.org/0000-0003-2447-6575

Carlos H. Álvarez-Pérez
Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica, Edificio Departamental Este, Universidad de Oviedo, España
orcid http://orcid.org/0000-0001-9377-2410

Resumen


El objetivo de este trabajo fue la optimización microestructural de fundiciones grises con grafito esferoidal y matriz ferrítica, empleadas en la fabricación de bujes de aerogeneradores, prestando una especial atención a la geometría y distribución de los esferoides de grafito para asegurar el cumplimiento de las propiedades mecánicas requeridas para esta aplicación. En un entorno de gran competitividad y exigencia, marcado por los estándares internacionales que establecen las propiedades mecánicas mínimas que deben cumplir los materiales empleados, el cumplimiento de este objetivo se llevó a cabo correlacionando microestructura y propiedades. Para ello, la metodología de investigación consistió en la generación de conocimiento a partir de coladas industriales “a medida”, seguido de un análisis de la microestructura, con el fin de extraer conclusiones importantes, de aplicación práctica en el proceso de fabricación, mediante el empleo de técnicas estadísticas. La herramienta estadística empleada fue un Diseño de Experimentos Fraccional (DOE), con 7 factores, 16 experimentos y resolución IV. Las muestras empleadas en cada experimento fueron cubos de igual geometría, y con un módulo de masividad de valor 4 cm, el cual se encuentra entre los valores más altos alcanzados en los centros reales de los bujes de aerogeneradores con potencia de 3 MW. Se concluye que el empleo de nodulizantes con trazas de lantano favorece la reducción de la fracción de volumen de perlita, aunque se ha demostrado que la presencia de lantano resulta negativa para promover la morfología esferoidal del grafito primario. A su vez, se ha constatado, sobre la morfología esferoidal del grafito, el efecto negativo del empleo de preinoculantes que contienen SiC, y también que la utilización de chatarra con bajo contenido de Mn favorece la formación de grafito y la reducción de la fracción en volumen de perlita. Se ha comprobado que el efecto “blanqueante” del Mn se ve minimizado con bajos carbonos equivalentes.

Palabras clave


Buje de aerogenerador; Diseño de experimentos; Fundición dúctil; Fundición gris; Metalografía cuantitativa; Perlita

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