Este artículo se estructura teniendo en cuenta los siguientes aspectos:
- la necesidad del análisis térmico como herramienta para caracterizar el metal líquido en tiempo real
- el análisis térmico como sistema de control metalúrgico y las posibilidades que ofrece
- como sistema capaz de predecir en la pieza que se está fabricando, las distintas propiedades relativas a la sanidad interna y propiedades mecánicas
Una problemática habitual en fundición es que con la misma o muy similar composición química se pueden obtener resultados diferentes en términos de rechazo de piezas. La aparición de defectos metalúrgicos tales como microrrechupes, precipitación de carburos y/o malformaciones grafíticas pueden ser consecuencia de diferentes calidades metalúrgicas. El análisis térmico puede ser utilizado como sistema de control del proceso. Así nació el sistema Thermolan® , desarrollado originalmente por el Centro de Investigación Metalúrgica AZTERLAN, respondiendo a la necesidad de definir la calidad metalúrgica en función de los distintos puntos característicos de la curva de solidificación.
Teniendo en cuenta adicionalmente las velocidades de enfriamiento y la energía liberada en el proceso de transformación líquido sólido, que en el caso de la fundición de hierro permite conocer entre otras características la cantidad de grafito y austenita formados en cada instante de la solidificación. Este hecho singular permite calcular y cuantificar la cantidad de rechupe secundario o microrrechupe que se puede obtener durante la solidificación del material.
La primera aplicación práctica del análisis térmico es obtener el contenido de carbono para todo tipo de fundiciones, lo que permite el control de uno de los elementos más importantes de las fundiciones de hierro de manera rápida y fiable.
Para fundición esferoidal, el Thermolan® permite:
- Conocer el contenido de Carbono tanto en horno como después del tratamiento con Magnesio.
- Predecir en 40 segundos el índice de esferoidización sin necesidad de recurrir al análisis metalográfico.
- Predecir la densidad de esferoides.
- Representar la tendencia de la aleación a presentar defectos de contracción, lo que Thermolan® realiza a través del parámetro Self Feeding factor.
- Predecir el riesgo de aparición de carburos y de temple inverso.
- Conocer la microestructura definiendo el ratio ferrita/perlita a lo largo de la transformación sólido-sólido.
Para fundición gris, el sistema Thermolan predice la calidad metalúrgica pronosticando el % de grafito tipo A, su tamaño, el parámetro de contracción K que representa el riesgo a presentar defectos de contracción. Adicionalmente también la predicción de la microestructura y de las propiedades mecánicas.
Para fundición con grafito compacto se ha desarrollado una técnica específica que permite predecir el índice de esferoidización.
Finalmente el Thermolan® desarrolla sus últimos avances hacia la predicción en pieza. Aplicando la curva de solidificación a una pieza determinada e introduciendo en el sistema los módulos térmicos de sus diferentes zonas críticas, se obtienen resultados extrapolados a esas zonas.