Ferro fosa vs Acer fosa: Composició química i diferències clau explicades

Triar entre ferro fosa i acer fosa és una decisió fonamental en enginyeria i fabricació. Tot i que tots dos són aliatges ferrosos produïts mitjançant fosa, les seves composicions químiques diferents—principalment el contingut de carboni—duen a propietats i aplicacions molt diferents.

Composició Química i Microestructura
La diferència fonamental rau en el contingut de carboni. Ferro colat conté típicament entre un 2% i un 4% de carboni, juntament amb un 1% i un 3% de silici. Aquest alt contingut de carboni fa que el carboni en excés precipi com làmines de grafita (en ferro gris) o com nòduls (en ferro dúctil) dins d'una matriu de ferro. Acer colat , per contra, té un contingut de carboni molt més baix, generalment per sota del 0,5%, mantenint el carboni en solució o com carbur de ferro, resultant en una microestructura predominantment perlítica o martensítica.

Propietats mecàniques i de rendiment
Aquesta divergència estructural defineix les seves prestacions:

• Resistència i Ductilitat:  Acer colat ofereix una resistència a la tracció, resistència a l'impacte i ductilitat superiors. Pot suportar una deformació significativa abans de fallar, cosa que el fa ideal per a càrregues dinàmiques. Ferro colat , especialment el ferro gris, és fort a compressió però relativament fràgil a tracció, amb baixa resistència a l'impacte.

• Duresa i desgast: Algunes foses grises, com la fosa blanca, ofereixen una duresa i resistència a l'abrasió excepcionals. Tot i que la fosa d'acer pot endurir-se superficialment, la fosa gris sovint proporciona una millor resistència al desgast en certes aplicacions.

• Amortiment i mecanitzabilitat:  Ferro colat té una excel·lent capacitat d'amortiment de vibracions deguda a les làmines de grafit i és generalment més fàcil de mecanitzar. Acer colat amortitza les vibracions menys eficaçment però ofereix una millor soldabilitat i resistència de la soldadura.

Aplicació i consideracions de cost

• Aplicacions típiques:

  • Ferro colat: S'utilitza en blocs de motors, discs de fre, bases d'eines de màquina, canonades i utensilis de cuina, on la rigidesa, l'amortiment o la resistència al desgast són fonamentals.

  • Acero Colat: S'emplea en components estructurals, engranatges, peces per a maquinària pesant, recipients a pressió i suspensions automotrius on es requereix alta resistència, tenacitat i resistència a la fatiga.

• Cost: En general, els costos de matèria primera i producció del ferro foner bàsic són inferiors als dels acers fosos. El procés de fabricació de l'acer és més intensiu en energia, i la colada d'acer sovint requereix una tecnologia de motlles més sofisticada i tractaments tèrmics posteriors a la colada per assolir les propietats desitjades.

En resum, ferro colat és la tria per a components econòmics que necessiten rigidesa, amortiment i resistència al desgast. Acer colat es selecciona per a peces d'alt rendiment sotmeses a xocs, esforços i càrregues dinàmiques on la tenacitat és fonamental. La decisió depèn finalment d'una avaluació precisa dels requisits mecànics, les condicions d'ús i el cost total.