Hierro fundido vs acero fundido: composición química y diferencias clave explicadas

Elegir entre hierro fundido y acero fundido es una decisión fundamental en ingeniería y fabricación. Aunque ambas son aleaciones ferrosas producidas mediante fundición, sus distintas composiciones químicas —principalmente el contenido de carbono— conducen a propiedades y aplicaciones muy diferentes.

Composición Química y Microestructura
La diferencia fundamental radica en el contenido de carbono. Hierro fundido típicamente contiene entre un 2% y un 4% de carbono, junto con entre un 1% y un 3% de silicio. Este alto contenido de carbono provoca que el exceso de carbono se precipite en forma de láminas de grafito (en el hierro gris) o nódulos (en el hierro dúctil) dentro de una matriz de hierro. Acero fundido , por el contrario, tiene un contenido de carbono mucho más bajo, generalmente por debajo del 0,5%, manteniendo el carbono en solución o como carburo de hierro, lo que resulta en una microestructura predominantemente perlítica o martensítica.

Propiedades mecánicas y de rendimiento
Esta divergencia estructural define su rendimiento:

• Resistencia y Ductilidad:  Acero fundido ofrece una resistencia a la tracción, resistencia al impacto y ductilidad superiores. Puede soportar una deformación significativa antes de fallar, lo que lo hace ideal para cargas dinámicas. Hierro fundido , especialmente el hierro gris, es fuerte a compresión pero relativamente frágil a tracción, con baja resistencia al impacto.

• Dureza y desgaste: Algunas fundiciones, como la fundición blanca, ofrecen una dureza y resistencia a la abrasión excepcional. Aunque el acero fundido puede endurecerse superficialmente, la fundición a menudo proporciona una mejor resistencia al desgaste en ciertas aplicaciones.

• Amortiguación y mecanización:  Hierro fundido tiene una excelente capacidad de amortiguación de vibraciones debido a sus láminas de grafito y generalmente es más fácil de mecanizar. Acero fundido amortigua las vibraciones menos eficazmente pero ofrece mejor soldabilidad y resistencia de la soldadura.

Consideraciones de aplicación y costo

• Aplicaciones típicas:

  • Hierro Fundido: Utilizada para bloques de motor, discos de freno, bases de máquinas herramienta, tuberías y utensilios de cocina, donde la rigidez, amortiguación o resistencia al desgaste son críticos.

  • Acero fundido: Empleada en componentes estructurales, engranajes, piezas de maquinaria pesada, recipientes a presión y suspensiones automotrices donde se requiere alta resistencia, tenacidad y resistencia a la fatiga.

• El coste: En general, los costos de materia prima y producción del hierro fundido básico son más bajos que para el acero fundido. El proceso de fabricación del acero es más intensivo en energía, y la fundición de acero a menudo requiere tecnología de moldes más sofisticada y tratamientos térmicos posteriores a la fundición para lograr las propiedades deseadas.

En resumen, hierro fundido es la opción para componentes rentables que necesitan rigidez, amortiguación y resistencia al desgaste. Acero fundido se selecciona para piezas de alto rendimiento sometidas a impactos, esfuerzos y cargas dinámicas donde la tenacidad es fundamental. La decisión depende, en última instancia, de una evaluación precisa de los requisitos mecánicos, las condiciones de servicio y el costo total.