El hierro fundido y el acero pueden parecer muy similares en la superficie y tienen diferentes ventajas y desventajas desde la producción hasta la aplicación. Comprender estas ventajas y desventajas y elegir las adecuadas puede significar diferencias imperdonables entre la resistencia y la durabilidad y las piezas agrietadas o deformadas, que pueden perder brillo rápidamente.

Contenido de carbon

Tanto el hierro como el acero son metales ferrosos compuestos principalmente por átomos de hierro. Sin embargo, en la fabricación no es tan sencillo. Hay muchas aleaciones y grados diferentes. De hecho, la composición del carbono es la principal diferencia entre el hierro fundido y el acero. El hierro fundido suele contener más de 2,51 TP3T de carbono, mientras que el acero fundido suele contener entre 0,2 y 0,61 TP3T de carbono.

maquinabilidad

Según la aplicación final, es posible que sea necesario mecanizar la fundición para lograr una tolerancia específica o para crear el acabado requerido. La maquinabilidad es una medida de la maquinabilidad o molienda de un material dado; algunos materiales son más difíciles de mecanizar que otros. En términos generales, los metales con alta aleación a?adida para mejorar las propiedades mecánicas tienen baja maquinabilidad.
El hierro fundido suele ser más fácil de mecanizar que el acero. La estructura de grafito en el hierro fundido tiene más probabilidades de fracturarse de manera más uniforme. El hierro duro, como el hierro blanco, es difícil de procesar debido a su fragilidad.
Con la misma consistencia, el acero no es fácil de cortar y provocará un mayor desgaste de la herramienta, lo que redundará en mayores costos de producción. El acero endurecido o el acero con alto contenido de carbono también aumentarán el desgaste de la herramienta. El acero más blando puede no ser mejor, sin embargo, el acero dulce, aunque más blando, puede adherirse y ser difícil de usar.

Característica

La siguiente tabla describe la calidad de cada material de los ingredientes. Aunque hay muchos tipos diferentes de acero a considerar, esta tabla se enfoca en las dos formas de metal más comunes de hierro gris y acero al carbono.

Moldeabilidad

Las personas que trabajan con hierro y acero líquidos pronto descubrirán que son muy diferentes en colabilidad y contracción. El hierro fundido es relativamente fácil de fundir porque es fácil de verter y no se contrae tanto como el acero. Esto significa que será fácil llenar vacíos complejos en el molde y requerirá menos material fundido para completarlo. Esta fluidez hace del hierro fundido un metal ideal para edificios o estructuras de hierro ornamentadas como cercas y mobiliario urbano.
La estructura interna de las piezas fundidas normalmente no se enfría uniformemente. El área externa y la parte más delgada del hierro fundido se enfriarán y contraerán a diferentes velocidades, mientras que el área interna y la parte más gruesa generalmente producen tensión o estrés interno, que solo puede aliviarse mediante tratamiento térmico.
Por estas razones, se necesita más atención e inspección en todo el proceso de fundición de acero fundido.

fuerza compresiva

La resistencia a la compresión es la capacidad de un material para soportar fuerzas que reducen el tama?o de un objeto. Esto es lo opuesto a la fuerza que separa el material. La resistencia a la compresión es beneficiosa en aplicaciones mecánicas, en las que la presión y el sello son factores. Generalmente, el hierro fundido tiene mejor resistencia a la compresión que el acero.

Resistencia al impacto

Hasta el momento, el uso de hierro fundido parece tener una ventaja sobre el uso de acero, pero el acero tiene una ventaja significativa: la resistencia al impacto. El acero puede soportar impactos repentinos sin doblarse, deformarse ni fracturarse. Esto se debe a su dureza: puede soportar grandes esfuerzos y tensiones.
La resistencia no plástica es fácil de causar fracturas de materiales frágiles. El hierro fundido es un representante típico de la resistencia y la ductilidad. Debido a su fragilidad, la aplicación del hierro fundido es limitada.
Al mismo tiempo, la alta capacidad de deformación plástica o no destructiva no es útil en el caso de que no tenga resistencia para resistir un impacto significativo.
Si bien el hierro puede ser más fácil de usar en la mayoría de las aplicaciones de fundición, el acero tiene la mejor combinación de resistencia y ductilidad, lo que lo hace extremadamente resistente. La resistencia al impacto y la capacidad de carga general del acero lo hacen adecuado para muchas aplicaciones mecánicas y estructurales.

Resistencia a la corrosión

El hierro tiene mejor resistencia a la corrosión que el acero. Sin embargo, cuando no están protegidos, ambos metales se oxidan en presencia de agua. Si hay suficiente tiempo, eventualmente se despegarán. Por lo tanto, para evitar la corrosión, se recomienda usar pintura o recubrimiento en polvo para proteger la superficie de acero. Cualquier viruta o grieta expuesta al metal subyacente puede causar corrosión, por lo que es importante un mantenimiento regular para el metal revestido. Si la resistencia a la corrosión es un factor importante, el acero aleado puede ser una mejor opción, especialmente para el acero inoxidable, donde se agrega cromo y otras aleaciones para evitar la oxidación.

maquinabilidad

Según la aplicación final, es posible que sea necesario mecanizar la fundición para lograr una tolerancia específica o para crear el acabado requerido. La maquinabilidad es una medida de la maquinabilidad o molienda de un material dado; algunos materiales son más difíciles de mecanizar que otros. En términos generales, los metales con alta aleación a?adida para mejorar las propiedades mecánicas tienen baja maquinabilidad.
El hierro fundido suele ser más fácil de mecanizar que el acero. La estructura de grafito en el hierro fundido tiene más probabilidades de fracturarse de manera más uniforme. El hierro duro, como el hierro blanco, es difícil de procesar debido a su fragilidad.
Con la misma consistencia, el acero no es fácil de cortar y provocará un mayor desgaste de la herramienta, lo que redundará en mayores costos de producción. El acero endurecido o el acero con alto contenido de carbono también aumentarán el desgaste de la herramienta. El acero más blando puede no ser mejor, sin embargo, el acero dulce, aunque más blando, puede adherirse y ser difícil de usar.

costo

El hierro fundido suele ser más barato que el acero fundido debido al bajo costo de los materiales, la energía y la mano de obra necesarios para producir el producto final. El acero crudo es más caro de comprar y requiere más tiempo y esfuerzo para su fundición. Sin embargo, el uso a largo plazo y el costo de reemplazo deben tenerse en cuenta al dise?ar productos de fundición. A la larga, las piezas con costos de fabricación más altos pueden terminar con costos más bajos.
El acero también tiene muchas formas de prefabricación, como placas, varillas, barras, tubos y vigas, que generalmente se pueden mecanizar o ensamblar para adaptarse a aplicaciones específicas. La fabricación de productos de acero existentes puede ser una opción rentable, según el producto y la cantidad requerida.
Resistencia al desgaste
El hierro fundido suele tener una mejor resistencia al desgaste mecánico que el acero, especialmente en el caso de la fricción y el desgaste. El mayor contenido de grafito en el hierro fundido produce un lubricante seco de grafito, que hace que las superficies sólidas se deslicen entre sí sin reducir la calidad de la superficie.
El acero es más fácil de usar que el hierro, pero aún puede resistir ciertos tipos de desgaste. Algunos aditivos de aleación también pueden mejorar la resistencia al desgaste del acero.

Especies de fundición y acero.

Hemos comparado la calidad de la forma más básica de hierro fundido (hierro gris) con la del acero fundido (acero dulce o acero al carbono), pero la composición específica y la estructura de fase del acero pueden afectar en gran medida las propiedades mecánicas. Por ejemplo, el carbono en el hierro gris estándar tiene la forma de escamas de grafito afiladas, mientras que el hierro dúctil tiene una estructura de grafito más esferoidal. El grafito en escamas hace que el hierro gris sea quebradizo, mientras que las partículas redondas de grafito en el hierro nodular mejoran la tenacidad, haciéndolo más adecuado para aplicaciones resistentes a impactos.
Se pueden agregar aleaciones al hierro y al acero para obtener las propiedades requeridas. Por ejemplo, el manganeso puede aumentar la dureza, mientras que el cromo puede mejorar la resistencia a la corrosión. El diferente contenido de carbono también es una razón para distinguir el acero con bajo contenido de carbono, el acero estándar y el acero con alto contenido de carbono. El alto contenido de carbono hará que el material sea más duro.