Prontuario de cálculo de pilares de fundición gris

La fundición es una aleación de acero fabricada por vertido de colada caliente en moldes. Su uso en construcción proliferó a partir de los años 30 con la fabricación de pilares y tuberías. Su método de manufactura permitía realizar pilares decorados cuyas partes se ajustaban a la columna clásica: base, fuste y capitel.

Principalmente se obtiene la conocida como fundición gris, si bien, dependiendo del tratamiento podremos obtener también fundición blanca.

La aleación posee generalmente entre el 2% y el 4% de carbono, que se encuentra principalmente como grafito. Otros componentes son: el silicio entre el 1% y el 3%, además de manganeso, fósforo y azufre.

Las propiedades físicas y mecánicas dependen de factores como la composición química, la rapidez de enfriamiento (a mayor velocidad, menos grafito) y el tamaño de las piezas. Posteriormente se pueden emplear técnicas de tratamiento térmico que modificarán sus parámetros físicos. Si enfriáramos rápidamente la colada aumentaría la proporción de cementita, obteniéndose fundición blanca.

La norma ASTM International A48 clasifica la fundición gris dentro de clases dependiendo de su resistencia a la tracción.

Propiedades según la ASTM A48 para las clases de Fundiciones Grises

La fundición gris clase 20 tiene una resistencia a la tracción mínima de 156,68 N/mm2, alto carbono equivalente y una matriz ferrítica.

Las fundiciones con alta resistencia a la tracción, por encima de la clase 40, tienen bajo carbono equivalente y una matriz perlítica-ferrítica (requieren de aleación y tratamiento térmico)

La clase 80 es la clase más alta posible, pero es en muy frágil. Es, quizás, el punto débil de la fundición, su baja fragilidad comparada con la del acero.

Por la dureza Brinell podremos aproximarnos a la composición cristalina de la fundición o incluso a su resistencia a tracción. La norma SAE J431 (Hierro fundido gris para el automóvil) muestra las siguientes equivalencias entre dureza Brinell, la composición de la fase cristalina y la relación entre dureza y resistencia a tracción: t/h = Resistencia a la tracción/Dureza Brinell.

Propiedades según la SAE J431 para los grados de Fundiciones Grise

Características físicas comunes:

– Alta resistencia al desgaste.

– Baja tenacidad (Energía que absorbe un material antes de romperse)

– Baja ductibilidad (rotura frágil)

– Alta tensión de rotura.

– Alta resiliencia (capacidad de absorber cargas sin deformación)

– Baja resistencia a la tracción.

– Escasa resistencia la impacto.

Soldabilidad.

El conjunto de estas características hizo que su uso en construcción resistente se limitara a soportes o pilares.

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No existen ensayos no destructivos para determinar la capacidad mecánica de un pilar de fundición. Pequeñas muestras pueden proporcionar información de la composición (micrografías para las fases cristalinas) o su dureza superficial, lo que nos acercará a determinar el tipo de material y sus cualidades.

A continuación se muestra una tabla extraída de un libro técnico del año 1963, ya descatalogado (ver referencias bibliográficas) que estima la capacidad a compresión de los pilares de fundición en base a tres valores: Altura total, diámetro del fuste y espesor del fuste.

No quiero deciros que para cualquier pilar pueda establecerse esta tabla como base certera de cálculo, pero es una referencia de valor.

prontuario de cálculo de pilares de fundición

 Referencias bibliográficas (8)(9)
Autores fotografías: Cabecera: Autor Marcy Hargans/Pilares de fundición: Autor Ulli1105. Ambas bajo licencia Creative Commons en http://es.wikipedia.org/
www.ibertis.es