Hierro Gris

1
2
Tabla de Contenidos
◗ Introducción
HIERRO FUNDIDO: Evolución de VERSA-BAR ..................................................................................................... 04
VERSA-BAR ........................................................................................................................................................... 05
Ventajas de VERSA-BAR ....................................................................................................................................... 06
Beneficios con VERSA-BAR .................................................................................................................................. 07
Aplicaciones más comunes de VERSA-BAR ......................................................................................................... 09
◗ Hierro Gris
Descripción de clases ............................................................................................................................................ 10
Aplicaciones típicas de VERSA-BAR en hierro gris ............................................................................................. 11
VERSA-BAR FC-200 - Hierro gris perlítico/ferrítico ............................................................................................. 12
VERSA-BAR FC-300 - Hierro gris perlítico ........................................................................................................... 15
VERSA-BAR GMI (Glass Mold Iron/Hierro para molde de vidriería) - Hierro gris con grafito refinado .......... 18
Evaluación de las propiedades mecánicas .......................................................................................................... 20
◗ Hierro nodular
Descripción de clases ............................................................................................................................................ 21
Aplicaciones típicas de VERSA-BAR en hierro nodular ...................................................................................... 21
VERSA-BAR FE-40015 - Hierro nodular ferrítico ................................................................................................. 22
VERSA-BAR FE-45012 - Hierro nodular ferrítico/perlítico .................................................................................. 25
VERSA-BAR FE-55006 - Hierro nodular perlítico/ferrítico .................................................................................. 28
VERSA-BAR FE-70002 - Hierro nodular perlítico ................................................................................................ 31
VERSA-BAR ADI - Hierro nodular austemperado ............................................................................................... 34
Evaluación de las propiedades mecánicas .......................................................................................................... 35
◗ Dimensiones estándar
Formas redondas .................................................................................................................................................. 36
Formas rectangulares ........................................................................................................................................... 38
Formas cuadradas ................................................................................................................................................ 39
◗ Información adicional
Comparación relacional de Propiedades mecánicas de VERSA-BAR y otras propiedades ............................... 40
Grados de VERSA-BAR comparados con otros estándares ................................................................................ 41
Fórmulas útiles / Factores de conversión ............................................................................................................ 42
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Introducción
◗ HIERRO FUNDIDO: Evolución de VERSA-BAR
Los hierros gris y nodular son aleaciones de hierro-carbono-silicio. Al hierro fundido se le añade carbono en
cantidades que excedan la cantidad de éste retenida en la solución sólida austenítica y precipite formando
grafito. El grafito puede estar en forma de laminillas (hierro gris) o en nódulos (hierro nodular). Las figuras 1a
y 1b muestran la microestructura típica de estos dos tipos de hierro.
La forma y distribución del grafito, así como la estructura de la matriz, afectan directamente las propiedades
del hierro fundido. Por este motivo la selección de la clase correcta de VERSA-BAR o de cualquier otro hierro
fundido es el primer y más crucial paso para el desarrollo de nuevas aplicaciones. Además de los tipos
estándares de hierros fundidos, puede ser necesario contemplar ciertas variaciones añadiéndoles aleaciones o
con procesos de tratamiento térmico para ayudar a alcanzar las mejores propiedades metalúrgicas para cada
necesidad. El técnico de ventas de VERSA-BAR puede ayudarlo a seleccionar el material más adecuado. Cuantos
más productos y aplicaciones conozcamos, más podrá VERSA-BAR responder a sus necesidades.
La evolución constante de la tecnología de fundición del hierro permite desarrollar nuevas aplicaciones para el
hierro fundido. Esa evolución se aprecia claramente en la fundición continua, y VERSA-BAR en particular, está
al frente de esa evolución. Nosotros estamos perfeccionando constantemente los procesos y técnicas para
ofrecer más y mejores alternativas económicas y obtener formatos con mejor calidad y desempeño. VERSA-BAR
de colada continua es la tecnología de punta de este tipo de fundición.
Figura 1a – Hierro Gris
Figura 1b – Hierro Nodular
4
Introducción
◗ VERSA-BAR
El proceso de fundición continua ha sido desarrollado como método alternativo para la producción de hierro
fundido sin moldes o procesos tradicionales de moldeo. El proceso consiste en vaciar el hierro fundido a un
horno alimentador en cuyo lado inferior se ha puesto un molde de grafito refrigerado por agua. Se hala
horizontalmente la barra del horno en la medida que la presión ferrostática alimenta el hierro fundido a través
del molde. La fabricación del molde altamente controlada determina la forma y estructura de la barra de
fundición continua producida. La refrigeración con agua dentro del molde inicia el proceso de enfriamiento
gradual. Esto permite obtener una solidificación homogénea y una microestructura uniforme. A medida que la
barra recorre la máquina en toda su extensión, se completa el proceso de solidificación. Luego se corta según
las medidas solicitadas por los clientes. (Figura 2).
1. Metal líquido
2. Boca de alimentación
3. Horno de alimentación
4. Coquilla de grafito refrigerada por agua
5. Rodillos de apoyo
6. Tablero de control
7. Unidad de tracción
8. Unidad de corte
9. Unidad de quiebre
10. Barra cortada
11. Entrada y salida de agua
12. Camisa de enfriamiento por agua
13. Barra fundida - VERSA-BAR
Figura 2 – Proceso de Fundición Continua VERSA-BAR
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Introducción
El proceso de fundición continua permite producir barras brutas de fundición con estructura de grano fino. Esa
estructura permite mecanizar libremente, resistencia al desgaste y buenas propiedades mecánicas. Tales
características, combinadas con formas casi netamente redondas, rectangulares, cuadradas y formas especiales,
hacen de la fundición continua VERSA-BAR un material económico de alto desempeño, que se puede aplicar en
la producción de muchos componentes metálicos. (Figura 3).
Figura 3 – Formas Especiales Cercanas a la Geometría Final de la Pieza
◗ Ventajas VERSA-BAR
VERSA-BAR presenta muchas ventajas notables si se lo compara con otros hierros fundidos. Debido a la
naturaleza del proceso de fabricación, se pueden evitar muchos defectos típicos de los métodos tradicionales
de fundición. Tales defectos costosos, encontrados en otros fundidos, constituyen la mayor causa de pérdidas
por deterioro y maquinado, los cuales raramente se encuentran en los productos VERSA-BAR de fundición
continua. Algunos de estos defectos pueden ser:
◗ Burbujas de gas: Defectos que ocurren internamente en la fundición y que por lo general presentan una
apariencia redonda con superficies internas suaves. A veces son alargadas y presentan diferentes tamaños.
En la producción de VERSA-BAR, la coquilla de grafito, al contrario de los moldes y otros materiales de moldeo
de fundición tradicionales, no produce gases al ser sometida a las altas temperaturas del hierro fundido.
◗ Rechupes centralizados: vacío formado por falta de hierro fundido en la sección durante la solidificación. El
flujo continuo de material fundido a través del horno de alimentación de VERSA-BAR evita que estos defectos
ocurran.
◗ Inclusión de escoria: Este residuo no metálico siempre causa problemas en las fundiciones que operan con
moldes cerrados. Por lo general esas impurezas se derraman junto con el hierro del crisol al molde. El proceso
VERSA-BAR empieza vertiendo el hierro líquido al horno de alimentación, eso hace que las impurezas tales
6
Introducción
como las escorias floten por encima del hierro líquido desde donde se retiran con facilidad y permanecen
alejadas de la salida de hierro al molde de grafito en la base del horno.
◗ Problemas de estanqueidad: En la fundición de arena no es raro hallar secciones con estructura de grano
abierto que, al ejercer una presión en aplicaciones con fluidos, puede ocurrir una filtración a través de los
micro-orificios en esa estructura abierta. Con VERSA-BAR, el grafito refrigerado con agua permite una
velocidad de enfriamiento más rápida y uniforme del hierro líquido (módulo de enfriamiento). Ese módulo de
enfriamiento es responsable de una característica importante de VERSA-BAR; se trata de la densidad del grano
que brinda fuerza y protección contra las filtraciones, una característica fundamental en la producción de
componentes hidráulicos. (Véase Figura 4).
Figura 4 – Componentes Hidráulicos (“manifolds”, pistones, tapas, cuerpos de válvulas)
◗ Beneficios de VERSA-BAR
Comparativamente con el acero (Peso y amortiguación)
Densidad de VERSA-BAR = 0,26 lbs/pul3
Densidad del acero = 0,284 lbs/pul3
La densidad de VERSA-BAR es aproximadamente un 10% inferior al acero, debido al contenido de carbono
(densidad = 0,0794 lbs/pul2) en forma de grafito en la estructura del hierro fundido.
Esto se traduce en menor peso y mejores propiedades de amortiguamiento, por lo tanto, VERSA-BAR se
desempeña mejor, pues reduce el ruido y las vibraciones, una consideración importante para el caso de
engranajes y otros componentes de máquinas.
◗ Menos remoción de rebabado
El proceso de fundición continua de VERSA-BAR permite producir barras en diferentes formas y dimensiones.
Pueden producirse barras con dimensiones muy cercanas a las deseadas a la pieza terminada. VERSA-BAR
fundido tiene una superficie libre de incrustaciones de arena, líneas divisoras, surcos y otros defectos
producidos por los vaciaderos y respiraderos encontrados en otras fundiciones. Esto permite hacer cortes suaves
ininterrumpidos con menos tiempo para mecanizar una pieza de VERSA-BAR.
7
Introducción
◗ Mejor maquinabilidad
Además del beneficio de tener menos material para remover, VERSA-BAR ofrece otras características atractivas.
El alto porcentaje de grafito en la microestructura de VERSA-BAR opera como rompe-virutas y lubricante de
mecanización natural. Con eso se obtiene mayor velocidad de corte y menor desgaste de herramientas. Los
mejores resultados se obtienen con el hierro gris ferrítico y todas las clases de hierro nodular de VERSA-BAR.
◗ Grados de elevada resistencia
La forma y el tamaño del grafito afectan enormemente la resistencia de la barra. Cuanto más grande el nódulo
de grafito, menos resistencia tendrá.
En VERSA-BAR el proceso de solidificación da como resultado partículas de grafito muy finas, con excelentes
propiedades mecánicas.
◗ Eliminación de costos en matrices de moldeo (modelos y cajas de machos)
Ya que VERSA-BAR se puede producir en diferentes tamaños y formas, es posible seleccionar un tamaño o
forma que se acerque a las dimensiones finales del componente por mecanizar. A menudo esto elimina el alto
costo de la fundición mecanizada. Además reducirá considerablemente el tiempo necesario para obtener
prototipos o partes de producción y el costo final del producto.
◗ Menor desecho después del mecanizado
En el proceso de maquinado siempre se presenta una lucha contra los defectos de fundición. Estos problemas
se deben tener en cuenta al costear el maquinado. La consistencia es el nombre del juego en la productividad
del maquinado. VERSA-BAR, por ser libre de defectos de fundición, es el mejor producto en términos de
maquinado.
◗ Tratamientos térmicos y de superficie
VERSA-BAR admite diferentes tipos de tratamientos térmicos y otros tratamientos de superficie. Estos procesos
pueden mejorar la resistencia a la fatiga, al desgaste y la resistencia a la corrosión. Prácticas tradicionales de
tratamiento térmico funcionan bien con VERSA-BAR. (Consulte su servicio local de tratamiento térmico acerca
del proceso más adecuado a sus necesidades).
Endurecimiento de superficie de guías de válvula, recubrimiento de cromo duro en moldes para vidriería
(Figura 5), nitruración y “disparo” con granalla en engranajes son ejemplos de los tratamientos de superficie
utilizados en VERSA-BAR.
Figura 5 – VERSA-BAR GMI
8
Introducción
◗ Aplicaciones más comunes de VERSA-BAR
Cualquier componente que actualmente sea producido en hierro gris, nodular, acero, aluminio o bronce, se
puede perfectamente convertir a VERSA-BAR. La Tabla 1 muestra las aplicaciones más comunes en las que se
usa VERSA-BAR, o en las que se puede sustituir el hierro fundido y otros materiales.
SEGMENTO DEL MERCADO
COMPONENTES
Manifolds, émbolos, tapas de cilindros,
Hidráulica y neumática
pistones de cilindros, cuerpos de válvulas,
rotores.
Industria del vidrio
Moldes, pines, punzones, cuellos, machos.
Poleas, acoples, rodillos, ejes, reglas guías,
Máquinas y Equipos
bujes, arandelas, tuercas, engranajes,
contrapesos.
Tapas para cojinetes, distanciadores,
Autopartes
émbolos para pistón de freno, anillos,
guías de válvulas, asientos de válvulas.
Otros
Protectores para termopar, coquillas,
retenedores, placas de válvulas, matrices.
Tabla 1 – Aplicaciones típicas de VERSA-BAR
Estos ejemplos muestran la versatilidad de VERSA-BAR y sus variadas aplicaciones. Desde simples arandelas y
poleas, hasta piezas complejas tales como moldes para la industria del vidrio, así como válvulas y colectores
para la industria hidráulica. Las piezas VERSA-BAR sirven para las aplicaciones más diversas y exigentes.
Para ayudarlo a elegir, contáctese con nuestro personal de soporte:
◗ Tupy Fundições Ltda. Teléfono 55 47 4009 8434
◗ Nuestro correo electrónico: versabar@tupy.com.br
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Hierro Gris
◗ Descripción de clases
Las clases de hierro gris producidas por fundición continua son las siguientes:
◗ VERSA-BAR FC-200 (ASTM A48 Clase 30) - Hierro gris perlítico/ferrítico
◗ VERSA-BAR FC-300 (ASTM A48 Clase 40) - Hierro gris perlítico
◗ VERSA-BAR GMI (Glass Mold Iron) - Hierro gris con grafito refinado
En todas estas clases el grafito está presente en forma de laminillas. Las características del grafito y de la matriz
influyen en las siguientes propiedades:
- Maquinado
- Dureza
- Resistencia al desgaste
- Límite de resistencia a la tracción
- Acabado superficial y otros
La especificación del hierro gris más común contiene grafito forma VII, tipo A, tamaño 3 - 6, según la norma
ASTM A247. En la clase FC-200 el grafito está distribuido en una matriz perlítica/ferrítica. Este material puede
utilizarse mejor en la fabricación de piezas que exigen fuerza mediana, buena absorción de vibraciones, buena
conductividad térmica y mejor mecanizado.
La clase FC-300 presenta la misma distribución de grafito, pero en matriz esencialmente perlítica, que aporta
mejores propiedades mecánicas y mejor respuesta al tratamiento térmico.
En la clase GMI (moldes para vidriería) el grafito es esencialmente tipo D, tamaño 6 – 8 en matriz ferrítica/
perlítica.
10
Hierro Gris
◗ Aplicaciones típicas de VERSA-BAR en hierro gris
◗VERSA-BAR FC-200
VERSA-BAR FC-200 – Tiene como principal
característica una excelente maquinabilidad,
permitiendo más velocidad de corte y reducción
del desgaste prematuro de las herramientas. Es
apropiado para aplicaciones que exijan
propiedades mecánicas medias, tales como
bujes, poleas, anillos, garruchas, coquillas,
bridas, tapones, estructuras de máquina,
cojinetes, acoples, etc.
◗VERSA-BAR FC-300
VERSA-BAR FC-300 – por sus mayores
propiedades mecánicas, presenta buen acabado
superficial y buena estanqueidad. Resulta muy
adecuado también para aplicaciones sujetas al
desgaste, tales como pistones, válvulas
hidráulicas, moldes, coquillas, acoples,
espaciadores, etc.
◗ VERSA-BAR GMI
VERSA-BAR GMI – tiene como principal
característica un excelente acabado superficial,
buena maquinabilidad y excelente
conductividad térmica. Adecuado para la
fabricación de piezas para la industria del vidrio,
tales como moldes, pines y cuellos, etc.
11
Hierro Gris
◗ VERSA-BAR FC-200 - Hierro gris perlítico/ferrítico
◗ Descripción
VERSA-BAR FC-200 es un hierro gris cuya característica principal es su excelente maquinabilidad, esto aumenta
la velocidad de corte y reduce el desgaste prematuro de las herramientas. Esta especificación es similar a la
ASTM A48 Clase 30.
◗ Microestructura
La microestructura típica de VERSA-BAR FC-200 presenta grafito en forma laminar, forma VII, tipo A, tamaño 3
- 6 según la norma ASTM A247. La matriz es predominantemente perlítica con un 5% a 20% de ferrita. La
periferia está compuesta de grafito tipo D, tamaño 6 – 8 y matriz esencialmente ferrítica con un 5% máximo de
carburos dispersos. (Figuras 6 y 7).
Figura 6 – Microestructura típica en el núcleo
(VERSA-BAR FC-200)
Figura 7 – Microestructura típica en la periferia
(VERSA-BAR FC-200)
12
Hierro Gris
◗ Propiedades mecánicas
Los valores mínimos de dureza y límite de resistencia a la tracción de VERSA-BAR FC-200 se especifican en la Tabla
2 y se refieren a resultados encontrados en muestras de pruebas tomadas de la sección radial media de la barra.
Dimensión
(pulgada)
hasta
1.001
1.751
2.501
3.126
3.626
4.376
5.001
5.751
-
1.000
1.750
2.500
3.125
3.625
4.375
5.000
5.750
10.000
Dureza
(mm)
hasta
25.4
44.4
63.5
79.4
92.1
111.1
127.0
146.0
-
25.4
44.4
63.5
79.4
92.0
111.1
127.0
146.0
254.0
Fuerza de elasticidad (min.)
(BHN)
(Psi)
(MPa)
163 - 229
163 - 229
163 - 229
163 - 229
163 - 229
163 - 229
163 - 229
163 - 229
163 - 229
30,000
28,500
27,000
25,500
24,000
22,500
21,000
19,500
18,000
207
197
186
176
166
155
145
135
124
Tabla 2 – Dureza y Limite de resistencia a la tracción de VERSA-BAR FC-200
El límite de resistencia a la tracción varía según el espesor de la sección y el diámetro de la barra (Figura 8).
Cuanto más grande sea el diámetro de la barra, menor será su límite de resistencia a la tracción debido a las
diferentes velocidades de solidificación y enfriamiento. El limite de resistencia a la tracción de una barra de 1
pulgada de diámetro corresponde a 30.000 psi (especificación mínima).
Los resultados típicos se muestran en las Figuras 8, 9 y 10. Los resultados en diferentes secciones de la barra se
muestran en las Figuras 9 y 10:
Figura 8 – Limite de resistencia a la tracción de VERSA-BAR FC-200 (resultados típicos y especificaciones mínimas)
13
Hierro Gris
Figura 9 – Limite de resistencia a la tracción en diferentes puntos de la sección de VERSA-BAR FC-200 (resultados típicos)
Figura 10 – Dureza de VERSA-BAR FC-200 (resultados típicos y especificaciones mínimas)
◗ Composición química
La composición química general para VERSA-BAR FC-200, se muestra en la Tabla 3, las propiedades mecánicas
dependen de la composición química. El análisis químico se refiere a muestras tomadas del horno de fusión y
podrán variar ligeramente cuando son comparadas con la composición química de la pieza.
14
Hierro Gris
Elemento
%
C1
Si
Mn
S
P
2.0 - 3.70
2.30 - 2.70
0.40 - 0.80
0.20 máx.
0.10 máx.
Nota 1: Los rangos del carbono son especificados
a cada grupo de medidas para controlar el tipo y
tamaño de las laminas de grafito. La variación
dentro del mismo es de aproximadamente un
0,20%.
Tabla 3 – Composición Química de VERSA-BAR FC-200
◗ Tratamiento térmico
VERSA-BAR FC-200 puede tratarse en aceite para aumentar la dureza en la periferia, aumentando así la
resistencia al desgaste. Otro tratamiento térmico usual es el recocido, usado para reducir la dureza, y mejorar
el mecanizado. Para tratamientos térmicos específicos, póngase en contacto con nuestro equipo de soporte
técnico.
◗ VERSA-BAR FC-300 – Hierro gris perlítico
◗ Descripción
VERSA-BAR FC-300 es un hierro gris con estructura totalmente perlítica que le brinda propiedades mecánicas
superiores, buen acabado superficial y buena capacidad de endurecimiento. Otra característica importante que
conviene señalar es su buena estanqueidad. Esto da buenos resultados en aplicaciones que trabajan a presión
tales como componentes hidráulicos. Esta especificación es similar a la ASTM A48 Clase 40.
◗ Microestructura
La microestructura típica de VERSA-BAR FC-300 presenta grafito en forma laminar, forma VII, tipo A, tamaño 3
– 6 según la norma ASTM A247. La matriz es predominantemente perlítica, con un 10% máximo de ferrita. La
periferia presenta grafito tipo D, tamaño 6 - 8 en matriz ferrítica/perlítica con aproximadamente un 5% de
carburos dispersos. (Figuras 11 y 12).
Figura 11 – Microestructura típica en el núcleo
(VERSA-BAR FC-300)
Figura 12 – Microestructura típica en la periferia
(VERSA-BAR FC-300)
15
Hierro Gris
◗ Propiedades Mecánicas
Los valores mínimos de dureza y límite de resistencia a la tracción de VERSA-BAR FC-300 son especificados en la
Tabla 4 y se refieren a resultados encontrados en muestras de pruebas tomadas de la sección radial media de la
barra.
Dimensión
(pulgada)
hasta
1.001
2.001
3.126
4.126
6.251
10.251
13.501
-
1.000
2.000
3.125
4.125
6.250
10.250
13.500
21.000
Dureza
(mm)
hasta
25.4
50.8
79.4
104.8
158.7
260.3
342.9
-
25.4
50.8
79.4
104.7
158.7
260.3
345.0
533.4
UTS (min.)
(BHN)
(Psi)
(MPa)
197 – 285
197 – 269
197 – 269
197 – 269
197 – 269
179 – 255
179 – 255
179 – 255
40,000
37,000
35,500
34,000
30,000
27,000
25,500
24,000
276
255
245
235
207
186
176
166
Tabla 4 – Dureza y Limite de resistencia a la tracción de VERSA-BAR FC-200
El límite de resistencia a la tracción varía según el espesor de la sección y el diámetro de la barra (Figura 13).
Cuanto más grande sea el diámetro de la barra, menor será su límite de resistencia a la tracción debido a las
diferentes velocidades de solidificación y enfriamiento. La resistencia a la tracción de una barra de 1 pulgada
de diámetro corresponde a 40.000 psi (especificación mínima).
Los resultados típicos se muestran en las Figuras 13, 14 y 15. Los resultados en diferentes secciones de la barra
se muestran en las Figuras 14 y 15:
Figura 13 – Limite de resistencia a la tracción de VERSA-BAR FC-300 (resultados típicos y especificaciones mínimas)
16
Hierro Gris
Figura 14 – Limite de resistencia a la tracción en diferentes puntos de la sección de VERSA-BAR FC-300 (resultados típicos)
Figura 15 – Dureza de VERSA-BAR FC-300 (resultados típicos y especificaciones mínimas)
◗ Composición química
La composición química general para VERSA-BAR FC-300, se muestra en la Tabla 5, las propiedades mecánicas
dependen de la composición química. El análisis químico se refiere a muestras tomadas del horno de fusión y
podrán variar ligeramente cuando son comparadas con la composición química de la pieza.
Nota 1: Los rangos del Carbono son especificados
Elemento
%
C1
Si
Mn
S
P
2.80 - 3.70
2.30 - 2.70
0.40 - 0.80
0.20 máx.
0.10 máx.
a cada grupo de medidas para controlar el tipo y
tamaño de las láminas de grafito. La variación
dentro del mismo es de aproximadamente un
0,20%.
Tabla 5 – Composición Química de VERSA-BAR FC-300
17
Hierro Gris
◗ Tratamiento térmico
Se usa VERSA-BAR FC-300 cuando la dureza es un factor crítico para el componente, permitiendo utilizar el
tratamiento térmico para aumentar la resistencia mecánica, la dureza y la resistencia al desgaste. Los
tratamientos térmicos más usuales son: Inducción y endurecimiento por llama templando en aceite.
Nuestro equipo técnico está a su disposición para ofrecerle más información técnica sobre el tratamiento
térmico para dimensiones específicas.
◗ VERSA-BAR GMI (Glass Mold Iron/Hierro para molde de vidriería) –
Hierro gris con grafito refinado
◗ Descripción
VERSA-BAR GMI es un hierro gris con grafito, esencialmente tipo D.
Originalmente desarrollado para la producción de moldes para la industria del vidrio, VERSA-BAR GMI presenta
grafito extremamente refinado que proporciona un excelente acabado superficial. Se caracteriza también por
su excelente maquinabilidad y buena conductividad térmica.
Cuando se la somete a ciclos repetitivos de calentamiento/enfriamiento, esta clase de VERSA-BAR presenta
buena estabilidad dimensional debido al pequeño tamaño del grafito en una matriz predominantemente
ferrítica.
◗ Microestructura
La microestructura típica de VERSA-BAR GMI está compuesta por grafito refinado, forma VII, tipo D (70% mín.),
tamaño 6 - 8, según la norma ASTM A247. La matriz es ferrítica con aproximadamente un 15% de perlita y con
un máximo del 5% de carburos dispersos. (Véase figura 16).
Figura 16 – Microestructura típica de VERSA-BAR GMI
18
Hierro Gris
◗ Propiedades mecánicas
Los valores mínimos de dureza y límite de resistencia a la atracción de VERSA-BAR GMI están especificados más
adelante y se refieren a resultados encontrados en cuerpos de prueba tomados de la sección radial media de la barra.
Limite de resistencia a la tracción = 24.600 psi (170 MPa) min.
Dureza (BHN) = 131 - 207
Los resultados típicos se presentan en la Figura 17 como sigue:
Figura 17 – Dureza de VERSA-BAR GMI (resultados típicos y especificaciones)
◗ Propiedades físicas
Conductividad térmica (W/m.K) 100 a 400ºC = 41 a 44
Coeficiente de expansión térmica (10-6/K) 20 ºC / 20 a 400 ºC = 10 a 12,5
◗ Composición química
La composición química general para VERSA-BAR GMI, se muestra en la Tabla 6, las propiedades mecánicas
dependen de la composición química. El análisis químico se refiere a muestras tomadas del horno de fusión y
podrán variar ligeramente cuando son comparadas con la composición química de la pieza.
Elemento
%
C1
Si
Mn
S
P
Ti2
3.10 - 3.80
2.30 - 2.80
0.20 máx.
0.015 máx.
0.08 máx.
0.35 máx.
Nota 1: Los rangos del carbono son especificados
a cada grupo de medidas para controlar el tipo y
tamaño de la laminilla de grafito. La variación dentro
del mismo es de aproximadamente un 0,20%.
Nota 2: Se añade titanio para promover la
formación de grafito tipo D.
Tabla 7 – Composición química VERSA-BAR GMI
19
Hierro Gris
◗ Tratamiento térmico
VERSA-BAR GMI no es recomendado para endurecimiento. La matriz puede ser transformada totalmente a
ferrítica calentando hasta los 800ºC y enfriar en el horno hasta 300ºC.
Nuestro equipo técnico está a su disposición para ofrecerle más información técnica sobre el tratamiento
térmico para dimensiones específicas.
◗ Evaluación de las propiedades mecánicas
◗ Normas:
Las siguientes normas son usadas para evaluar las propiedades mecánicas del hierro gris:
• ASTM A48
• ASTM E8
• DIN EN 1561
◗ Sección para tomar la muestra de la prueba
La muestra usada para la prueba mecánica se toma de la sección transversal en barras hasta 5” (Figuras 18 y
19). En barras con menos de 5”, los cuerpos de prueba se toman de la sección longitudinal. Las muestras para
pruebas se pueden tomar de otras secciones en formas especiales. La prueba de dureza se lleva a cabo usando
una bola de 5 mm con carga de 750 kgf en barras con menos de 2” y bolas de 10 mm con carga de 3.000 kgf en
barras hasta de 2”.
Figura 18 – Evaluación de las propiedades mecánicas
en perfil redondo
Figura 19 – Evaluación de las propiedades mecánicas
en perfil cuadrado
20
Hierro nodular
◗ Descripción de clases
Las clases producidas en hierro nodular por fundición continua son:
• VERSA-BAR FE-40015 (ASTM A536 Clase 60-40-18) - Hierro nodular ferrítico
• VERSA-BAR FE-45012 (ASTM A536 Clase 65-45-12) - Hierro nodular ferrítico/perlítico
• VERSA-BAR FE-55006 (ASTM A536 Clase 80-55-06) - Hierro nodular perlítico/ferrítico
• VERSA-BAR FE-70002 (ASTM A536 Clase 100-70-03) - Hierro nodular perlítico
La principal característica de las clases de hierro nodular de VERSA-BAR es su estructura grafítica esferoidal que
determina la resistencia, la maquinabilidad y la resistencia al desgaste.
Para obtener grafitos tipo I y II – de acuerdo con la norma ASTM A247 – es necesario adicionar algunos
elementos químicos y/o condiciones específicas de producción que modifican el grafito y lo llevan a la forma
esferoidal. Esas clases de hierro nodular de VERSA-BAR son recomendadas para aplicaciones que exigen altas
propiedades mecánicas, alta resistencia y excelente estanqueidad.
El porcentaje de ferrita o perlita en la matriz determina las propiedades mecánicas del material y por
consiguiente, la clase del producto.
El limite de resistencia a la tracción del hierro nodular VERSA-BAR en la condición bruta puede variar de 60.000
a 100.000 psi (400 a 700 MPa) con alargamientos del 18% al 3%.
◗ Aplicaciones típicas de VERSA-BAR en hierro nodular
◗ VERSA-BAR FE-45012
VERSA-BAR FE-45012 - Las principales
características del hierro nodular en las clases 6040-18 y 65-45-12, con matriz ferrítica y ferrítica/
perlítica son la buena maquinabilidad, excelente
acabado superficial y excelente estanqueidad.
Tienen límite de resistencia a la tracción y
alargamiento similares a los aceros SAE 1020/
1030. Esta clase es buena para aplicaciones tales
como componentes de máquinas que suelen
sufrir impactos y que sean resistentes a las
fracturas.
VERSA-BAR FE-45012 es una excelente elección
para componentes hidráulicos que operan a
altas presiones tales como manifolds, pistones,
tapas de cilindros, camisas de inyectores, bombas
hidráulicas y moldes.
21
Hierro nodular
◗ VERSA-BAR FE-55006 y FE-70002
VERSA-BAR FE-55006 y FE-70002 - El hierro
nodular perlítico/ferrítico y nodular perlítico
clases 80-55-06 y 100-70-03 poseen óptima
templabilidad, elevadas propiedades mecánicas,
limite de resistencia a la tracción y alargamiento
similar a la de los aceros SAE 1040/1045. Esto
hace que esas clases sean una buena elección
para aplicaciones de componentes de máquinas
que exijan resistencia al desgaste y tratamientos
térmicos superficiales. Algunos ejemplos:
engranajes, ejes, pernos para eje, tuercas,
cuerpos moledores, vástagos de pistón,
cojinetes, asientos de válvula, etc.
◗ Hierro nodular ferrítico - VERSA-BAR FE-40015
◗ Descripción
VERSA-BAR FE-40015 (clase 60-40-18) es un hierro nodular con grafito tipo I y II, en una matriz completamente
ferrítica obtenida por tratamiento térmico. Además de su excelente maquinabilidad, la matriz ferrítica
proporciona alta tenacidad y alta permeabilidad magnética.
Este material presenta en condición bruta de fusión, limite de resistencia a la tracción y alargamiento, similares
al acero SAE 1020 laminado en caliente.
Esta especificación es similar a la clase 60-40-18 según norma ASTM A536
◗ Microestructura
La microestructura típica de VERSA-BAR FE-40015 (clase 60-40-18) está constituido por grafito esferoidal, forma I y
II, tamaño 5 - 8, como lo indica la norma ASTM A247. La matriz es totalmente ferrítica. (Figuras 20 y 21).
Figura 20 – Microestructura típica en el núcleo
(VERSA-BAR FE-40015)
Figura 21 – Microestructura típica en la periferia
(VERSA-BAR FE-40015)
22
Hierro nodular
◗ Propiedades mecánicas
Los valores mínimos de dureza, límite de resistencia a la tracción, limite de fluencia y alargamiento de
VERSA-BAR FE-40015 (clase 60-40- 18) se muestran en la Tabla 7.
Dimensiones
Dureza
(pulgadas)
(mm)
(BHN)
1,000 – 21,000
25,4 – 533,4
131- 207
Limite de resistencia a la tracción = 60.000 psi (414 MPa) min.
Limite de fluencia = 40.000 psi (276 MPa) min.
Alargamiento = 18 (%) min.
Tabla 7 – Propiedades mecánicas de VERSA-BAR FE-40015
Los resultados típicos se presentan en las Figuras 22, 23 y 24 como sigue:
Figura 22 – Limite de resistencia a la tracción y limite de fluencia de VERSA-BAR FE-40015
(resultados típicos y especificaciones mínimas)
23
Hierro nodular
Figura 23 – Dureza de VERSA-BAR FE-40015
(resultados típico y Especificaciones)
Figura 24 – Alargamiento de VERSA-BAR FE-40015
(resultados típicos y especificaciones)
◗ Composición química
La composición química general para VERSA-BAR FE-40015 (Clase 60-40-18) se muestra en la Tabla 8, las
propiedades mecánicas dependen de la composición química. El análisis químico se refiere a muestras tomadas
del horno de fusión y podrán variar ligeramente cuando son comparadas con la composición química de la pieza.
Elemento
1
C
Si
Mn
S
P
Mg2
%
3.30 - 4.00
2.40 - 3.10
0.20 máx.
0.020 máx.
0.10 máx.
0.03 – 0.05
Tabla 8 – Composición Química de VERSA-BAR FE-40015
Nota 1: Los rangos de carbono son especificados
para cada grupo de medidas y la variación
dentro de la misma es de aproximadamente un
0,20%.
Nota 2: Se adiciona Mg para promover la
obtención del grafito esferoidal.
24
Hierro nodular
◗ Tratamiento térmico
VERSA-BAR FE-40015 (clase 60-40-18) puede templarse en aceite para alcanzar una dureza de
aproximadamente 45 HRC.
Este material no es recomendable para endurecimiento superficial. Sin embargo, cuando se requiere alta
dureza superficial se puede usar la nitruración para lograrlo. La Figura 25 presenta algunos resultados típicos.
Por favor contactar a nuestro equipo técnico para aplicaciones específicas.
Figura 25 - resultados de dureza superficial en muestras hierro nodular ferrítico. Nitruración por plasma a 500ºC por 2 horas.
◗ VERSA-BAR FE-45012 – Hierro nodular ferrítico/perlítico
◗ Descripción
VERSA-BAR FE-45012 (clase 65-45-12) es un hierro nodular con grafito tipo I y II, en una matriz ferrítica/perlítica
obtenida bruta de fundición o por tratamiento térmico. Este material posee límite de resistencia a la tracción y
limite de fluencia similares a los aceros SAE 1030 laminados en caliente. Sus principales características son la
buena maquinabilidad, buen acabado superficial y resistencia a la estanqueidad.
Esta especificación es similar a la ASTM A536 clase 65-45-12.
◗ Microestructura
La microestructura típica de VERSA-BAR FE-45012 (clase 65-45-12) esta compuesto de grafito esferoidal, formas
I y II, tamaño 5 - 8. La matriz es esencialmente ferrítica con aproximadamente un 25% de perlita y un máximo
de 5% de carburos dispersos. (Figuras 26 y 27).
Figura 26 – Microestructura típica en el núcleo
(VERSA-BAR FE-45012)
Figura 27 – Microestructura típica en la periferia
(VERSA-BAR FE-45012)
25
Hierro nodular
◗ Propiedades Mecánicas
Los valores típicos de dureza, límite de resistencia a la tracción, límite de fluencia y alargamiento de
VERSA-BAR FE-45012 (clase 65-45-12) se especifican en la Tabla 9.
Dimensiones
Dureza
(pulgada)
(mm)
(BHN)
11.000 – 2.000
2.001 – 21.000
25.4 – 50.8
50.8 – 533.4
143 – 217
143 – 207
Limite de resistencia a la tracción = 65.000 psi (450 MPa) min.
Limite de fluencia = 45.000 psi (310 MPa) min.
Alargamiento = 12% min.
Tabla 9 – Propiedades mecánicas de VERSA-BAR FE-45012
Los resultados típicos se muestran en las Figuras 28, 29 y 30 como sigue:
Figura 28 – Limite de resistencia a la tracción y limite de fluencia de VERSA-BAR FE-45012
(resultados típicos y especificaciones mínimas)
26
Hierro nodular
Figura 29 – Dureza de VERSA-BAR FE-45012
(resultados típico y Especificaciones)
Figura 30 – Alargamiento de VERSA-BAR FE-45012
(resultados típicos y especificaciones)
◗ Composición química
La composición química general para VERSA-BAR FE-45012 (clase 65-45-12) se muestra en la Tabla 10, las
propiedades mecánicas dependen de la composición química. El análisis químico se refiere a muestras tomadas
del horno de fusión y podrán variar ligeramente cuando son comparadas con la composición química de la
pieza.
27
Hierro nodular
Elemento
%
C1
Si
Mn
S
P
Mg2
3.30 - 4.00
2.40 - 3.10
0.20 máx.
0.020 máx.
0.10 máx.
0.03 – 0.05
Nota 1: Los rangos de carbono son especificados
para cada grupo de medidas y la variación dentro
de la misma es de aproximadamente un 0,20%.
Nota 2: Se adiciona Mg para promover la
obtención del grafito esferoidal.
Tabla 10 – Composición Química de VERSA-BAR FE-45012
◗ Tratamiento térmico
VERSA-BAR FE-45012 (clase 65-45-12) puede templarse en aceite para alcanzar una dureza de
aproximadamente 45 HRC.
Este material no es recomendable para hacer endurecimiento superficial tales como llama y tratamiento
térmico por inducción. Cuando se requiere una dureza superficial alta, se recomienda un tratamiento térmico
de nitruración.
Por favor contactar a nuestro equipo técnico para aplicaciones específicas.
◗ VERSA-BAR FE-55006 – Hierro nodular Perlitico/Ferrítico
◗ Descripción
VERSA-BAR FE-55006 (clase 80-55-06) es un hierro nodular con grafito tipo I y II, en una matriz perlítica/
ferrítica. Esta matriz perlítica/ferrítica ofrece propiedades mecánicas superiores, buen acabado superficial y
buen endurecimiento, lo que permite aplicaciones para partes que requieran alto límite de resistencia a la
tracción y resistencia al desgaste.
En su condición bruta de fundición este material ofrece límite de resistencia a la tracción y limite de fluencia
similares a los aceros SAE 1040 laminados en caliente. Esta especificación es similar según la norma ASTM A536
a la clase 80-55-06.
◗ Microestructura
La microestructura típica de VERSA-BAR FE-55006 (clase 80-55-06) está compuesta de grafito esferoidal, forma I
y II, tamaño 5 – 8 según la norma ASTM A247. La matriz es perlítica/ferrítica con aproximadamente un 50% de
ferrita y un 5% máximo de carburos dispersos. (Véanse figuras 31 y 32).
Figura 31 – Microestructura típica en el núcleo
(VERSA-BAR FE-55006)
Figura 32 – Microestructura típica en la periferia
(VERSA-BAR FE-55006)
28
Hierro nodular
◗ Propiedades mecánicas
Los valores mínimos de dureza, límite de resistencia a la tracción, límite de fluencia y alargamiento de
VERSA-BAR FE-55006 están especificados en la Tabla 11
Dimensiones
Dureza
(pulgada)
(mm)
(BHN)
1,000 – 3,000
3,001 – 21,000
2,.4 – 76,2
76,2 – 533,4
187 – 269
187 – 255
Limite de resistencia a la tensión = 80.000 psi (552 MPa) min.
Limite de fluencia = 55.000 psi (380 MPa) min.
Alargamiento = 6 (%) min.
Tabla 11 – Propiedades mecánicas de VERSA-BAR FE-55006
Los resultados típicos se presentan en las Figuras 33, 34 y 35 como sigue:
Figura 33 – Limite de resistencia a la tracción y limite de fluencia de VERSA-BAR FE-55006 (resultados típicos y
especificaciones mínimas)
Figura 34 – Dureza de VERSA-BAR FE-55006 (resultados típicos y especificaciones mínimas)
29
Hierro nodular
Figura 35 – Alargamiento de VERSA-BAR FE-55006 (resultados típicos y especificaciones)
◗ Composición química
La composición* química general para VERSA-BAR FE-55006 (clase 80-55-06) se presenta en la Tabla 12, esta
composición determina las propiedades mecánicas. El análisis químico se refiere a muestras tomadas del horno
de fusión y podrán variar ligeramente si se las compara con la química de la pieza.
Elemento
%
C1
Si
Mn
S
P
Mg2
3.30 - 4.00
2.40 - 3.10
0.20 máx.
0.020 máx.
0.10 máx.
0.03 – 0.05
Nota 1: Los rangos de carbono son especificados
para cada grupo de medidas y la variación
dentro de la misma es de aproximadamente un
0,20%.
Nota 2: Se adiciona Mg para promover la
obtención de grafito esferoidal.
Tabla 12 – Composición Química de VERSA-BAR FE-55006
* Es posible añadir elementos que promuevan la formación de perlita, dependiendo del tamaño de la barra.
◗ Tratamiento térmico
La matriz de VERSA-BAR FE-55006 ofrece buena posibilidad de endurecimiento, permitiendo endurecimiento
por inducción, temple en aceite (para alcanzar durezas de 50 HRC) y tratamientos de normalización. Esto podrá
realizarse para obtener una variedad de mejoras en cuanto a las propiedades mecánicas.
Por favor contactar a nuestro soporte técnico en caso de que tenga alguna duda.
30
Hierro nodular
◗ VERSA-BAR FE-70002 - hierro nodular perlítico
◗ Descripción
VERSA-BAR FE-70002 (clase 100-70-03) es un hierro nodular con grafito tipo I y II en una matriz
predominantemente perlítica obtenida bruta de fundición por la adición de elementos que promueven la
formación de perlita.
Este material en su condición bruta de fundición tiene límites de resistencia a la tracción y limite de fluencia
similares a los aceros SAE 1045 laminados en caliente. Esa especificación es similar a la norma ASTM A536 clase
100-70-03.
◗ Microestructura
La microestructura típica de VERSA-BAR FE-70002 está compuesta de grafito esferoidal, tipo I y II, tamaño 5-8,
según la norma ASTM A247. Su matriz es predominantemente perlítica conteniendo hasta un 25% de ferrita y
un máximo de 5% de carburos dispersos (Figuras 36 y 37).
Figura 31 – Microestructura típica en el núcleo
(VERSA-BAR FE-70002)
Figura 32 – Microestructura típica en la periferia
(VERSA-BAR FE-70002)
◗ Propiedades Mecánicas
Los valores mínimos de dureza, límite de resistencia a la tracción, límite de fluencia y alargamiento de
VERSA-BAR FE-70002 se muestran en la Tabla 13.
Dimensiones
Dureza
(pulgada)
(mm)
(BHN)
1.000 – 21.000
25.4 – 533.4
229 – 302
Limite de resistencia a la tracción = 100.000 psi (700 MPa) min.
Limite de fluencia = 70.000 psi (480 MPa) min.
Alargamiento = 3 (%) min.
Tabla 13 – Propiedades mecánicas de VERSA-BAR FE-70002
31
Hierro nodular
Los resultados típicos son presentados en las Figuras 38, 39 y 40 como sigue:
Figura 38 – Limite de resistencia a la tracción y limite de fluencia de VERSA-BAR FE-70002 (resultados típicos y especificaciones mínimas)
Figura 39 – Dureza de VERSA-BAR FE-70002 (resultados típico y Especificaciones)
Figura 40 – Alargamiento de VERSA-BAR FE-70002 (resultados típicos y especificaciones)
32
Hierro nodular
◗ Composición química
La composición* química general para VERSA-BAR FE-70002 se muestra en la Tabla 14, esta composición
determina las propiedades mecánicas. El análisis químico se refiere a muestras tomadas del horno de fusión y
podrán variar ligeramente si se las compara con la química de la pieza.
Elemento
%
C1
Si
Mn
S
P
Mg2
3.0 - 4.00
2.40 - 3.10
0.20 máx.
0.020 máx.
0.10 máx.
0.03 – 0.05
Nota 1: Los rangos de carbono son especificados
para cada grupo de medidas y la variación
dentro de la misma es de aproximadamente un
0,20%.
Nota 2: Se adiciona Mg para promover la
obtención de grafito esferoidal.
Tabla 15 – Composición Química de VERSA-BAR FE-70002
* Es posible añadir elementos que promuevan la formación de perlita, dependiendo del tamaño de la barra.
◗ Tratamiento térmico
La matriz de VERSA-BAR FE-70002 ofrece una buena capacidad de endurecimiento por inducción, temple en
aceite (para llegar a 50 HRC) y normalización, para obtener una combinación de propiedades mecánicas
mejoradas.
Esta clase de material también puede someterse a tratamiento de nitruración. Los resultados típicos se
presentan en la Figura 41.
Figura 41 - resultados de dureza superficial en muestras hierro nodular perlítico. Nitruración por plasma a 500ºC por 2 horas.
33
Hierro nodular
◗ VERSA-BAR Adi – Hierro nodular austemplado
VERSA-BAR ADI es un hierro nodular aleado y tratado térmicamente. Se le añaden Cu, Ni y Mo para mejorar su
capacidad de someterse a tratamiento térmico y obtener propiedades mecánicas superiores que las obtenidas
en el estado bruto de fundición. El tratamiento térmico consiste en una austenitización completa seguida de
temple a una temperatura de 230ºC – 450ºC para obtener una estructura austenoferrítica o bainítica. La
estructura ofrece una buena combinación de dureza, limite de resistencia a la tracción y resistencia al desgaste.
El rango de propiedades disponibles para VERSA-BAR ADI depende de la elección de los parámetros de
tratamiento térmico. Los parámetros están establecidos en la norma ASTM 897 (VerTabla 15).
Nuestro equipo técnico podrá aportarle información técnica adicional sobre estas clases de hierro nodular.
Clase
UTS (psi)
YS (psi)
Along. (%)
Dureza (HB)
1
2
3
4
125.000
150.000
175.000
200.000
80.000
100.000
125.000
155.000
10
7
4
1
269 – 321
302 – 363
341 – 444
388 – 477
Tabla 15 – Propiedades mecánicas de VERSA-BAR ADI
Algunas aplicaciones de VERSA-BAR ADI se presentan en la Figura 42.
Figura 42 – Aplicaciones de VERSA-BAR ADI. Engranajes en
VERSA-BAR ADI son usualmente aleados con Cu-Mo y son
producidos en grado 3.
34
Hierro nodular
◗ Evaluación de las propiedades mecánicas
◗ Normas:
Las siguientes normas son las usadas para evaluar las propiedades mecánicas del hierro nodular:
• ASTM A536
• ASTM E8
• ASTM A897
• DIN EN 1563
◗ Sección para tomar la muestra de la prueba
La muestra usada para la prueba mecánica se toma de la sección transversal en barras hasta 5” (Figuras 43 y
44). En barras inferiores a 5”, los cuerpos de prueba se toman de la sección longitudinal. Las muestras para
pruebas se pueden tomar de otras secciones en formas especiales.
La prueba de dureza se lleva a cabo usando una bola de 5 mm con carga de 750 kgf en barras con menos de 2”
y bolas de 10 mm con carga de 3000 kgf en barras hasta de 2”.
Figura 43 – Evaluación de las propiedades mecánicas
en perfiles redondos
35
Figura 44 – Evaluación de las propiedades mecánicas
en perfiles cuadrados
Dimensiones estándar
◗ Formas redondas
Diámetro
nominal
Maquinado
recomendable
in el diámetro
Tolerancia
dimencional (+/-)
Peso
teórico
(pulgada)
(mm)
(pulgada)
(mm)
(pulgada)
(mm)
(Ib/ft)
(kg/m)
0.625
0.750
0.875
1.000
1.125
1.250
1.375
1.500
1.625
1.750
1.875
2.000
2.125
2.250
2.375
2.500
2.625
2.750
2.875
3.000
3.125
3.250
3.375
3.500
3.625
3.750
3.875
4.000
4.250
4.375
4.500
4.750
5.000
15.88
19.04
22.23
25.40
28.58
31.74
34.93
38.10
41.28
44.44
47.63
50.80
53.98
57.15
60.33
63.50
66.68
69.85
73.03
76.20
79.38
82.55
85.73
88.90
92.08
95.25
98.43
101.60
107.94
111.13
114.30
120.64
127.00
0.085
0.085
0.085
0.085
0.085
0.085
0.085
0.085
0.085
0.085
0.085
0.085
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.110
0.125
0.125
0.125
0.125
0.125
0.125
0.125
0.125
0.140
0.140
0.140
0.140
0.140
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
3.2
3.2
3.2
3.2
3.2
3.2
3.2
3.2
3.6
3.6
3.6
3.6
3.6
0.012
0.012
0.012
0.012
0.012
0.012
0.012
0.012
0.012
0.012
0.012
0.012
0.031
0.031
0.031
0.031
0.031
0.031
0.031
0.031
0.039
0.039
0.039
0.039
0.039
0.039
0.039
0.039
0.043
0.043
0.043
0.043
0.043
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.210
1.680
1.882
2.890
3.562
4.368
5.242
6.182
7.190
8.266
9.408
10.685
12.230
13.642
15.120
16.733
18.346
20.026
21.840
23.722
25.872
27.955
30.038
32.189
34.474
36.826
39.245
41.731
47.242
49.056
52.752
58.598
64.781
1.8
2.5
2.8
4.3
5.3
6.5
7.8
9.2
1.7
12.3
14.0
15.9
18.2
20.3
22.5
24.9
27.3
29.8
32.5
35.3
38.5
41.6
44.7
47.9
51.3
54.8
58.4
62.1
70.3
73.0
78.5
87.2
96.4
Longitud estándar: 72" (+3"/- 0")/1830 mm (+76,2 mm/-0 mm)
Flexión: 1,125" x 3 pies sección/2,5 mm/m
36
V1
Clase
30
V2
Clase
40
V3
V4
Clase
Clase
65-45-12 80-55-06
Dimensiones estándar
◗ Formas redondas
Diámetro
nominal
Maquinado
recomendable
in el diámetro
Tolerancia
dimencional (+/-)
Peso
teórico
(pulgada)
(mm)
(pulgada)
(mm)
(pulgada)
(mm)
(Ib/ft)
(kg/m)
5.250
5.500
5.750
6.000
6.250
6.500
6.750
7.000
7.250
7.500
7.750
8.000
8.250
8.500
8.750
9.000
9.250
9.500
9.750
10.000
10.250
10.500
11.000
11.500
12.000
12.500
13.000
14.000
15.000
16.000
17.000
18.000
20.000
21.000
133.35
139.70
146.05
152.40
158.75
165.10
171.45
177.80
184.15
190.50
196.85
203.20
209.55
215.90
222.25
228.60
234.95
241.30
247.65
254.00
260.34
266.70
279.40
292.10
304.80
317.50
330.20
355.60
381.00
406.40
431.80
457.20
508.00
533.40
0.155
0.155
0.155
0.155
0.170
0.170
0.170
0.170
0.190
0.190
0.190
0.190
0.216
0.216
0.216
0.216
0.254
0.254
0.254
0.254
0.400
0.400
0.400
0.582
0.582
0.582
0.582
0.582
0.582
0.582
0.762
0.762
0.762
0.762
3.9
3.9
3.9
3.9
4.3
4.3
4.3
4.3
4.8
4.8
4.8
4.8
5.5
5.5
5.5
5.5
6.5
6.5
6.5
6.5
10.2
10.2
10.2
14.8
14.8
14.8
14.8
14.8
14.8
14.8
19.3
19.3
19.3
19.3
0.055
0.055
0.055
0.055
0.063
0.063
0.063
0.063
0.083
0.083
0.083
0.083
0.106
0.106
0.106
0.106
0.130
0.130
0.130
0.130
0.150
0.150
0.150
0.205
0.205
0.205
0.205
0.205
0.205
0.205
0.260
0.260
0.260
0.260
1.4
1.4
1.4
1.4
1.6
1.6
1.6
1.6
2.1
2.1
2.1
2.1
2.7
2.7
2.7
2.7
3.3
3.3
3.3
3.3
3.8
3.8
3.8
5.2
5.2
5.2
5.2
5.2
5.2
5.2
6.6
6.6
6.6
6.6
71.635
78.422
85.478
92.870
101.069
109.066
117.398
126.067
135.677
144.950
154.560
164.438
175.728
186.278
197.098
208.253
221.424
233.251
245.347
257.779
278.074
291.312
318.595
357.907
388.080
419.597
452.256
521.338
595.258
674.083
773.472
862.982
1,500.374
1,592.640
106.6
116.7
127.2
138.2
150.4
162.3
174.7
187.6
201.9
215.7
230.0
244.7
261.5
277.2
293.3
309.9
329.5
347.1
365.1
383.6
413.8
433.5
474.1
532.6
577.5
624.4
673.0
775.8
885.8
1,003.1
1,151.0
1,284.2
2,232.7
2,370.0
Longitud estándar: 72" (+3"/- 0")/1830 mm (+76,2 mm/-0 mm)
Flexión: 1,125" x 3 pies sección/2,5mm/m
37
V1
Clase
30
V2
Clase
40
V3
V4
Clase
Clase
65-45-12 80-55-06
Dimensiones estándar
◗ Formas rectangulares
Dimensión
real
(pulgada)
1.250 x 2.250
1.250 x 3.250
1.250 x 4.250
1.250 x 5.250
1.250 x 6.250
1.250 x 10.250
1.500 x 2.250
1.500 x 3.250
1.500 x 4.250
1.500 x 5.250
1.500 x 6.250
1.750 x 2.000
1.750 x 4.250
1.750 x 4.500
1.750 x 6.250
2.000 x 2.500
2.000 x 3.625
2.250 x 3.250
2.250 x 4.250
2.250 x 5.250
2.250 x 6.250
2.250 x 8.250
2.500 x 6.250
2.500 x 7.250
2.500 x 8.250
3.000 x 8.250
3.250 x 4.250
3.250 x 10.250
4.250 x 5.250
5.500 x 6.500
7.000 x 16.000
8.250 x 14.250
12.500 x 18.000
14.000 x 21.000
14.000 x 22.000
(mm)
31.7 x 57.1
31.7 x 82.5
31.7 x 107.9
31.7 x 133.3
31.7 x 158.7
31.7 x 260.3
38.1 x 57.1
38.1 x 82.5
38.1 x 107.9
38.1 x 133.3
38.1 x 158.7
44.4 x 50.8
44.4 x 107.9
44.4 x 114.3
44.4 x 158.7
50.8 x 63.5
50.8 x 92.1
57.1 x 82.5
57.1 x 107.9
57.1 x 133.3
57.1 x 158.7
57.1 x 209.5
63.5 x 158.7
63.5 x 184.1
63.5 x 209.5
76.2 x 209.5
82.5 x 107.9
82.5 x 260.3
107.9 x 133.3
139.7 x 165.1
177.8 x 406.4
209.5 x 361.9
317.5 x 457.2
355.6 x 533.4
355.6 x 558.8
Maquinado
recomendable
por face
(pulgada)
0.091
0.102
0.126
0.126
0.189
0.189
0.091
0.102
0.102
0.126
0.126
0.091
0.102
0.102
0.126
0.091
0.091
0.091
0.091
0.102
0.102
0.126
0.102
0.102
0.126
0.189
0.102
0.248
0.110
0.110
0.248
0.126
0.248
0.248
0.248
(mm)
2.3
2.6
3.2
3.2
4.8
4.8
2.3
2.6
2.6
3.2
3.2
2.3
2.6
2.6
3.2
2.3
2.3
2.3
2.3
2.6
2.6
3.2
2.6
2.6
3.2
4.8
2.6
6.3
2.8
2.8
6.3
3.2
6.3
6.3
6.3
Hinchazón
máximo
(pulgada)
0.114
0.165
0.248
0.248
0.350
0.461
0.114
0.165
0.165
0.248
0.248
0.122
0.173
0.173
0.260
0.122
0.122
0.122
0.122
0.173
0.173
0.260
0.173
0.173
0.260
0.189
0.134
0.283
0.142
0.142
0.232
0.154
0.173
0.173
0.173
* Longitud estándar: 72" (+3/-0")/1830 mm (+76,2 mm/-0 mm)
* Flexión: 1,125" x 3 pies sección/2,5mm/m
Disponible en todas las clases estándar
38
Peso
teórico
(mm)
2.9
4.2
6.3
6.3
8.9
11.7
2.9
4.2
4.2
6.3
6.3
3.1
4.4
4.4
6.6
3.1
3.1
3.1
3.1
4.4
4.4
6.6
4.4
4.4
6.6
4.8
3.4
7.2
3.6
3.6
5.9
3.9
4.4
4.4
4.4
(Ib/ft)
8.736
12.634
16.531
20.429
24.326
39.917
10.550
15.187
19.891
24.595
29.232
10.886
23.184
24.528
34.070
15.590
22.646
22.781
29.837
36.826
43.814
57.859
48.787
56.582
64.378
77.213
43.075
103.891
69.619
111.619
349.642
366.845
702.374
917.750
961.430
(kg/m)
13.0
18.8
24.6
30.4
36.2
59.4
15.7
22.6
29.6
36.6
43.5
16.2
34.5
36.5
50.7
23.2
33.7
33.9
44.4
54.8
65.2
86.1
72.6
84.2
95.8
114.9
64.1
154.6
103.6
166.1
520.3
545.9
1,045.2
1,365.7
1,430.7
Dimensiones estándar
◗ Formas cuadradas
Maquinado
recomendable
por face
Dimensión
real
(pulgada)
1.250
1.500
1.625
1.750
2.000
2.250
2.500
2.750
3.000
3.250
3.500
3.750
4.250
4.750
5.250
6.250
7.250
8.250
9.250
10.250
12.250
15.000
18.500
(mm)
31.7
38.1
41.3
44.4
50.8
57.1
63.5
69.8
76.2
82.5
88.9
95.2
107.9
120.6
133.3
158.7
184.1
209.5
234.9
260.3
311.1
381.0
469.9
(pulgada)
0.091
0.091
0.091
0.091
0.091
0.091
0.091
0.091
0.091
0.091
0.102
0.102
0.102
0.102
0.110
0.126
0.142
0.157
0.169
0.185
0.232
0.311
0.311
(mm)
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.6
2.6
2.6
2.6
2.8
3.2
3.6
4.0
4.3
4.7
5.9
7.9
7.9
Hinchazón
máximo
(pulgada)
0.114
0.114
0.122
0.122
0.122
0.122
0.122
0.134
0.134
0.134
0.134
0.134
0.142
0.142
0.142
0.154
0.154
0.154
0.161
0.161
0.173
0.196
0.196
Peso
teórico
(mm)
2.9
2.9
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.4
3.4
3.4
3.4
3.4
3.6
3.6
3.6
3.9
3.9
3.9
4.1
4.1
4.4
5.0
5.0
(Ib/ft)
4.838
7.056
8.266
9.542
12.499
15.792
19.488
23.587
28.090
32.928
38.237
43.814
56.314
70.358
85.949
121.834
163.968
212.352
266.986
327.802
468.250
698.665
1,068.803
(kg/m)
7.2
10.5
12.3
14.2
18.6
23.5
29.0
35.1
41.8
49.0
56.9
65.2
83.8
104.7
127.9
181.3
244.0
316.0
397.3
487.8
696.8
1,039.7
1,590.5
* Longitud estándar: 72" (+3/-0")/1830 mm (+76,2 mm/-0)
* Flexión: 1,125" x 3 pies sección/2,5 mm/m
* Disponible en todas las clases estándar
Además de los productos antes indicados, es posible producir VERSA-BAR en dimensiones, formas y materiales
especificados según la necesidad para atender a condiciones y propiedades especiales para desempeño
mejorado en la maquinación, calor, corrosión y resistencia al desgaste.
39
Información adicional
◗ Comparación relacional entre VERSA-BAR - Propiedades mecánicas y
otras propiedades
Generalmente los hierros grises y nodulares se especifican comercialmente por su límite de resistencia a la
tracción y dureza. Las necesidades de una aplicación específica, dureza y otras propiedades mecánicas son la
base para seleccionar el material más apropiado. La Tabla 16 muestra la relación entre el límite de resistencia a
la tracción (LR) y la dureza en VERSA-BAR y varias propiedades necesarias.
Propiedades
Hierro Gris
Hierro Nodular
Resistencia al cizallamiento (MPa)
Resistencia a la torsión (MPa)
Resistencia a la fatiga (MPa)
(Sin entalladura)
1,5 x LR (1)
1,5 x LR (1)
0,40 x LR (4;5)
0,90 x LR (3;5)
0,90 x LR (3;5)
FE-40015 = 0.50 x LR (3)
FE-45012 = 0.45 x LR (3)
FE-55006 = 0.40 x LR (3)
FE-70002 = 0.40 x LR (3)
Resistencia a la compresión (MPa)
LR of 140 - 175 x 4,02 (5)
LR of 176 - 210 x 3,68 (5)
LR of 211 - 245 x 3,61 (5)
LR of 246 - 280 x 3,39 (5)
Resistencia al impacto ( j )
(Con entalladura 20 C)
Módulo de elasticidad (GPa)
FC-200 = 88 - 113 (1)
FC-300 = 108 - 137 (1)
GMI = 78 - 107 (1)
Conductividad térmica
(W/m.K)
100 a 400ºC
FC-200 = 51 - 48 (2)
FC-300 = 47 - 44 (2)
GMI = 44 – 41
FE-40015 = 15 - 13 (2)
FE-45012 = 10 - 5 (2)
FE-55006 = 5 - 2 (2)
FE-70002 = 5 - 2 (2)
FE-40015 = 169 (2)
FE-45012 = 169 (2)
FE-55006 = 169 (2)
FE-70002 = 172 - 176 (2)
FE-40015 = 37 - 36 (2)
FE-45012 = 37 - 36 (2)
FE-55006 = 35 - 34 (2)
FE-70002 = 32 - 31 (2)
Tabla 16 – Comparación relacional entre propiedades mecánicas de VERSA-BAR y otras propiedades
Fuentes:
( 1 ) DIN 1691
( 2 ) BCIRA BROADSHEET 1
( 3 ) Datos de ingeniería sobre hierros fundidos nodulares
( 4 ) Hierros grises de alta calidad
( 5 ) Metalurgia de hierros nodulares y grises
40
Información adicional
◗ Grados de VERSA-BAR comparados con otros estándares
VERSA-BAR se fabrica de acuerdo con los estándares de TUPY y sus propiedades son similares a los materiales
especificados en los estándares de las entidades mencionadas en las Tablas 17 y 18:
Hierro Gris
Grados de
VERSA-BAR
V1
V2
GMI
ASTM
A 48
30
40
-
DIN
EN 1561
EN
EN
SAE
J 431
G2500
G4000
-
DIN
EN 1563
EN-GJS-400-15
EN-GJS-500-7
EN-GJS-700-2
-
SAE
J 434
D 4018
D 4512
D 5506
D 7003
-
A 159
G2500
G4000
-
Figura 17 – Normas para Hierro Gris
Hierro Nodular
Grados de
VERSA-BAR
V3H
V3
V4
V5
ADI 1
ADI 2
ADI 3
ADI 4
ASTM
A 536
60-40-18
65-45-12
80-55-06
100-70-03
-
A 897
125-800-10 (*)
150-100-7 (*)
175-125-4 (*)
200-155-1 (*)
Figura 18 – Normas para Hierro Nodular
(*) Fuerza de tensión final de elasticidad y alongamiento después del processo de austemplado.
41
Información adicional
◗ Fórmulas útiles / Factores de conversión
Para calcular el peso/metro en secciones:
Redondo
kg/m = D x 0,005655
Donde: D = diámetro en milímetros
Cuadrado
kg/m = L x L x 0,0072
Donde: L = Largo en milímetros
Rectangular
kg/m = L x H x 0,0072
donde: L = Largo en milímetros
H = Altura en milímetros
Convertir la
Operación
para obtener
psi
N/mm2 ó MPa
kgf/mm2
N/mm2 ó MPa
mm
in
mm
pies
Ib
kg
ºC
ºF
ºC
K
x 0,00690
x 144,929
x 9,80665
x 0,10197
x 0,03937
x 25,4
x 0,00328
x 304,8
x 0,4536
x 2,2046
( ºC x 1.8 ) + 32
( ºF - 32 ) x 0,556
ºC + 273,15
k - 273,15
N/mm2 ó MPa
psi
N/mm2 ó MPa
kgf/mm2
in
mm
pies
mm
kg
Ib
ºF
ºC
K
ºC
42
43
44