fundiciones de hierro gris. requisitos

Quito – Ecuador

NORMA TÉCNICA ECUATORIANA

NTE INEN 2481 Primera revisión

FUNDICIONES DE HIERRO GRIS. REQUISITOS

GRAY IRON CASTING. REQUIREMENTS

_________________________________________ Correspondencia:

DESCRIPTORES: Metalurgia, productos de hierro y alero, fundición, requisitos ICS: 77.140.80

11

Páginas

NTE INEN 2481

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Contenido Página

1. OBJETO .............................................................................................................................................. 1

2. REFERENCIAS NORMATIVAS ......................................................................................................... 1

3. DEFINICIONES ................................................................................................................................... 1

4. CLASIFICACIÓN ................................................................................................................................ 1

5. REQUISITOS ...................................................................................................................................... 1

5.1 Requisitos específicos .......................................................................................................... 1

5.2 Requisitos complementarios ............................................................................................... 2

5.3 Disposiciones generales ...................................................................................................... 2

6. INSPECCIÓN ...................................................................................................................................... 5

6.1 Muestreo ................................................................................................................................. 5

6.2 Aceptación o rechazo ........................................................................................................... 7

7. MÉTODO DE ENSAYO ....................................................................................................................... 7

7.1 Ensayo de tracción ................................................................................................................ 7

8. MARCADO ETIQUETADO Y EMBALAJE ......................................................................................... 8

APÉNDICE Y (informativo) PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS PIEZAS FUNDIDAS ................... 9

APÉNDICE Z ......................................................................................................................................... 11

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................. 11

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Norma Técnica

Ecuatoriana FUNDICIONES DE HIERRO GRIS. REQUISITOS

NTE INEN 2481:2015

1. OBJETO Esta norma establece los requisitos que debe cumplir la fundición de hierro gris de piezas destinadas al uso en ingeniería en general, donde al esfuerzo de tracción es la consideración principal.

2. REFERENCIAS NORMATIVAS Los siguientes documentos, en su totalidad o en parte, son referidos y son indispensables para su aplicación. Para referencias fechadas, solamente aplica la edición citada. Para referencias sin fecha, aplica la última edición del documento de referencia (incluyendo cualquier enmienda). NTE INEN-ISO 6892-1, Materiales metálicos. Ensayo de tracción. Parte 1: Método de ensayo a temperatura ambiente NTE INEN 1512, Fundiciones. Clasificación y designación de la microestructura del grafito ASTM A644, Standard Terminology Relating to Iron Castings

3. DEFINICIONES Para los efectos de esta norma, se adoptan las definiciones contempladas en ASTM A644.

4. CLASIFICACIÓN Las piezas de fundición de hierro gris ordenadas y producidas de acuerdo a la presente norma son clasificadas en un número de grados basados en las propiedades de probetas de ensayo fundidas por separado (ver tabla 1). Cada clase es designada por un número seguido por una letra. El número indica el esfuerzo mínimo de tracción de la probeta de ensayo fundida, y la letra corresponde al tamaño de la misma. Ejemplos de designación:

Fundición de hierro gris, NTE INEN 2481, Clase 300 B.

Fundición de hierro gris, NTE INEN 2481, Clase 275 A.

5. REQUISITOS 5.1 Requisitos específicos 5.1.1 Especiales. Cuando se acuerde por escrito entre el fabricante y el comprador, puede ser necesario que las piezas fundidas cumplan requerimientos especiales como: dureza, composición química (ver Y.1.6), microestructura (ver NTE INEN 1512), ensayo a compresión, ensayo radiográfico, dimensionales y de acabado superficial. 5.1.2 Dimensionales. Las piezas fundidas deben ajustarse a las dimensiones o planos suministrados por el comprador, o, en caso de no disponer de planos se ajustarán a las dimensiones resultantes de los modelos (o matrices) suministrados por el comprador. 5.1.3 Mecánicos

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Requerimientos para el esfuerzo a tracción. Las probetas de ensayo que representan las piezas fundidas, conforme a esta norma deberán satisfacer los esfuerzos de tracción descritos en la tabla 1. 5.2 Requisitos complementarios Mano de obra y acabado. La superficie de las piezas fundidas debe estar libre de arena adherida, escamas, grietas, rajaduras, y otros desperfectos que se determinen por inspección visual. No se permiten reparaciones con insertos o soldadura de ninguna clase, a menos que se establezca una autorización escrita, otorgada por el comprador. 5.3 Disposiciones generales 5.3.1 Información requerida para los pedidos Las órdenes para material bajo esta norma deben incluir la siguiente información:

Número de NTE INEN 2481.

La clase requerida de hierro gris (ver 3 y las tablas 1 y 2).

El tamaño de la barra (probeta) fundida por separado (letra de clasificación: A, B, C, o S) que mejor represente el espesor de la sección de control de la pieza fundida (ver tabla 2).

Para la barra fundida de ensayo tipo C el maquinado podrá ser definido según las probetas de ensayo de tracción B o C (ver 6.1, Probetas para ensayos de tracción, literal c), tabla 3, y figura 1).

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TABLA 1 Requerimientos para esfuerzos de tracción de piezas fundidas de hierro gris en probetas de ensayo moldeadas por separado (MPa)

Clase Esfuerzo de tracción

Mín. (MPa)

Diámetro nominal

de la barra de

ensayo (mm) No. 150A

150

20 a 22 No. 150B 30 No. 150C 50 No. 150S Probeta S

a) No. 175A

175


a) No. 200A

200


a) No. 225A

225


a) No. 250A

250


a) No. 275A

275


a) No. 300A

300


a) No. 325A

325

20 a 22 No. 325B 30 No. 325C 50 No.325S Probeta S

a) No. 350A

350


a) No. 375A

375


a) No. 400A

400


a)

a) Todas las dimensiones de la barra de ensayo S, deben estar según lo convenido entre el fabricante y el comprador

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TABLA 2. Barras moldeadas por separado para usar cuando no se haya establecido una correlación entre la probeta y la pieza fundida.

Espesor de pared de la sección

de control de la pieza fundida,

mm Probeta

menor de 5 5 a 14 15 a 25 26 a 50

mayor de 50

S A B C S

La probeta para ensayo de tracción a ser maquinada de la probeta de fundición S (ver 6.1, Probetas para ensayos de tracción, literal d), tabla 3, y figura 1)

TABLA 3. Diámetros y longitudes de las barras de fundición para ensayos

Tipo

Barra

Diámetro de la barra fundida

(mm) Longitud (mm)

Diámetro Nominal

Mínimo

inferior Máximo

superior Mínima

especificada Máxima

recomendada

A 22,5 21,5 24,4 125 150

B 30,5 29,0 33,5 150 230

C 50,8 48,3 53,3 75 255

Sb) - - - - -

b) Todas las dimensiones de la barra de ensayo S, deben estar según lo convenido entre fabricante y comprador

FIGURA 1. Probetas para ensayo de tracción.

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Dimensiones (mm)

Probeta A para ensayo de tracción

Probeta B para ensayo de tracción

Probeta C para ensayo de tracción

G – Longitud parte cilindrica, mín.

13 19 32

D – Diámetro 12,7 ± 0,25 19,0 ± 0,38 30,0 ± 0,65

R – Radio de acuerdo, mín.

25 25 50

A – Longitud de sección reducida, mín.

32 38 57

L – Longitud total, mín. 95 100 160

C – Diámetro de la sección final, aproximado

22 32 48

E – Longitud del hombro, mín.

6 6 8

F – Diámetro del hombro

16 ± 0,4 25 ± 0,4 36 ± 0,4

B – Longitud de la sección final

A)

A)

A)

A) Opcional para ajustar en las mordazas de la máquina de ensayo. Si es roscada el diámetro base no debe ser menor que la dimensión F.

El tamaño de lote (ver numeral 6.1) Requerimientos especiales (ver numeral 5.1.1) Almacenamiento de las probetas ensayadas o probetas no destruidas (ver numeral 6.1), y Preparación especial para entrega (ver numeral 8)

6. INSPECCIÓN A menos que se especifique de otra manera en el contrato u orden de compra, el fabricante es el responsable de desarrollar todos los ensayos e inspecciones requeridas por esta norma, usando sus propias u otras instalaciones fiables, y mantendrá registros completos de dichos ensayos e inspecciones. Tales registros estarán disponibles para ser revisados por el comprador. Cuando se acuerde entre el fabricante y el comprador, las probetas ensayadas o probetas sin romper del mismo lote serán guardados por un periodo de tres meses luego de la fecha del reporte de los ensayos. 6.1 Muestreo 6.1.1 Un lote debe ser definido por uno de los siguientes criterios:

El metal colado de un horno y del mismo proceso de calentamiento.

El metal proveniente de dos o más hornos combinados en una sola cuchara o destinado a una única pieza.

Todo el metal vertido de un horno de fusión continua durante el periodo de tiempo correspondiente al cambio de carga, condiciones de procesamiento, o de composición química o 4h. (Cualquiera que sea el menor).

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El comprador puede acordar extender el periodo de tiempo de 4 h a 8 h si el fabricante puede demostrar suficiente control del proceso para garantizar tal extensión.

Barras fundidas para ensayos: a) Las barras de ensayo deben ser fundidas por separado y provenientes del mismo lote de las piezas

fundidas que ellas representan, deben tener las dimensiones mostradas en la tabla 3. Las tolerancias están definidas en la tabla 3. Las probetas de ensayo A, B, y C son probetas estándar con la forma de cilindros simples. La probeta S es especial y está prevista para ser usada cuando las probetas estándar no son satisfactorias.

b) Las barras deben ser fundidas en moldes secados, horneados o con aglutinantes químicos, hechos principalmente de un agregado de arena de sílice con los apropiados aglutinantes. El tamaño promedio del grano de la arena debe ser el mismo que el empleado para obtener las piezas fundidas. Los moldes para las probetas estarán aproximadamente a la temperatura ambiente el momento de colar el metal. Se puede colar más de una barra de ensayo en un solo molde, pero cada barra estará rodeada por un espesor de arena no menor que el diámetro de la barra. El diseño disponible para un molde se muestra en la figura 2.

c) Las barras de ensayo que representan las piezas fundidas que se enfrían en el molde a menos de 480 ºC antes de desmoldar, deben ser enfriadas en sus moldes a una temperatura menor a 480 ºC. Estas entonces pueden ser enfriadas sin corrientes de aire a temperatura ambiente.

d) Las barras de ensayo que representan las piezas fundidas que están a más de 480 ºC, cuando se retiran del molde debe ser enfriadas como se describe en el literal c) o (por acuerdo entre fabricante y comprador) pueden ser desmoldadas a aproximadamente la misma temperatura de las piezas fundidas que representan.

e) Cuando las piezas fundidas se someten a alivio de tensiones, recocido, o tratamiento térmico, las barras recibirán el mismo tratamiento, junto a las piezas fundidas que representan.

FIGURA. 2 Diseño y dimensiones adecuadas para moldes de barras de ensayo cilíndricas,

fundidas separadamente para fundición de hierro gris

Donde:

Características requeridas: Características opcionales

1. Material – Agregado de arena sílice seca

1. Número de probetas en un solo molde. Sugerido dos

2. Posición de probetas: vertical 1. Diseño de la taza vertedora

3. L – ver tabla 3. 2. P – sugerido 50 mm

4. D – ver tabla 3. N – 8 mm en diámetro, sugerido

5. W - No menor del diámetro D M = 1,5 N, sugerido

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NOTA 1. El propósito de esta precaución es: Prohibir la fundición de las barras de ensayo en moldes de metal, grafito, zirconio, agregados de bajo peso, u otros materiales que podrían afectar significativamente el esfuerzo de tracción del hierro; prohibir el control del esfuerzo de tracción de las probetas de ensayo por manipulación del tamaño de grano de la arena y prohibir la fundición de las probetas de ensayo en moldes precalentados muy por encima de la temperatura ambiente.

Probetas para ensayos de tracción a) Para barras de ensayo tipo A, la barra de tracción A, mostrada en la figura 1, debe ser maquinada

concéntricamente con el eje de la probeta.

b) Para barras tipo B, la barra de tracción B, mostrada en la figura 1, debe ser maquinada concéntricamente con el eje de la probeta.

c) Para barras tipo C, la barra de tracción B o C, mostrada en la figura 1, debe ser maquinada concéntricamente con el eje de la barra, a menos que el tamaño de la probeta de tracción a ser maquinada sea del tipo C, lo cual será especificado por escrito por el comprador. La decisión de usar una barra de tracción B o C será tomada por el fabricante.

d) Para barras tipo S, la forma y dimensiones de la probeta de tracción debe ser determinada por mutuo acuerdo entre fabricante y comprador.

6.2 Aceptación o rechazo Cualquier pieza fundida o lote de piezas fundidas que fallen al cumplir con los requerimientos de esta norma pueden, cuando sea posible, ser re-procesadas, vueltas a probar y reinspeccionadas. Si los ensayos e inspecciones en el re-proceso de las piezas fundidas se muestran conforme a esta norma, las piezas fundidas deben ser aceptadas; caso contrario, rechazado y refundidas. Si el comprador encontrara que una pieza de fundición o lote de piezas falla al cumplir con esta norma, posteriormente a la recepción en sus instalaciones, entonces notificará de inmediato al fabricante y en ningún caso lo hará en más de doce semanas después de recibir el envío, indicando claramente las razones del rechazo

7. MÉTODO DE ENSAYO 7.1 Ensayo de tracción El ensayo de tracción debe ser realizado de acuerdo con la NTE INEN-ISO 6892-1. Las probetas de ensayo se ajustarán en las mordazas de la máquina de ensayo de tracción de tal forma que la carga sea axial. El tiempo transcurrido desde el inicio de aplicación de la carga en el ensayo de tracción hasta el instante de la fractura no será menor a 15s para una probeta tipo A y no menor a 20 s para una probeta tipo B y C. Se efectuará un ensayo de tracción por cada lote, y debe cumplir con los requerimientos de tracción especificados. Si los resultados de los ensayos no cumplen con los requerimientos de esta norma, se realizarán dos ensayos más. Si también falla el re-ensayo en cumplir los requerimientos de la norma, las piezas fundidas representadas por estas probetas serán rechazadas (ver 6.4.). Un ensayo es válido cuando se lo realiza en cada probeta que ha sido preparada adecuadamente, y que ha seguido el procedimiento de prueba aprobado. Si no se dispone de suficientes piezas fundidas de ensayo por separado, el fabricante tendrá la opción de escoger una probeta de ensayo de un sitio representativo de la fundición, según acuerdo entre fabricante y comprador.

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Si los resultados del primer ensayo indican que es necesario un tratamiento térmico para cumplir los requerimientos de la norma, el lote entero de la fundición y las muestras de ensayo que representan un lote, deben ser tratadas térmicamente en conjunto. Si luego de los ensayos, una probeta muestra evidencia de un defecto, los resultados del ensayo deben ser anulados y se realizará otro ensayo en otra probeta del mismo lote. Informe de resultados a) Cuando esté especificado en la orden de compra o contrato, el fabricante debe emitir una

certificación o una declaración de cumplimiento de la norma, la misma que debe ser suministrada al momento de entrega del producto, la misma que debe contener, que la pieza fundida o lote de piezas fue fabricada, muestreada, probada e inspeccionada de acuerdo con esta norma; ésta incluirá un reporte de los resultados de los ensayos y tal certificación o declaración de cumplimiento de la norma será la base para la aceptación de la fundición o lote de piezas fundidas.

b) Se requiere de una firma en la certificación o reporte de ensayos. El documento identificará claramente a la organización que representa la certificación y a la persona autorizada por los fabricantes quien certificó los resultados de los ensayos.

8. MARCADO ETIQUETADO Y EMBALAJE A menos que sea estipulado de otra manera en el contrato u orden, la limpieza, conservación y empaque de las piezas fundidas para el embarque estarán de acuerdo con la práctica comercial del fabricante. El embalaje y marcado deben ser adecuados para identificar el contenido, asegurar la aceptación y entrega segura por parte del transportista. Cuando el tamaño de las piezas fundidas lo permita, cada una de las piezas debe tener la marca de identificación del fabricante, y el número de parte o modelo y matriz, estará en un lugar indicado en los planos, o si no se indica en planos, en un lugar que esté a discreción del fabricante. Además de los que se indican en el Reglamento Técnico Ecuatoriano RTE INEN 16 donde sea aplicable.

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APÉNDICE Y

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS PIEZAS FUNDIDAS (Información No Obligatoria) Y.1 Las propiedades mecánicas de las piezas fundidas de hierro son influenciadas por la tasa de enfriamiento durante y luego de la solidificación, por la composición química, (particularmente el carbón equivalente, ver Y.1.6), por el diseño de la fundición, por el diseño y naturaleza del molde, por la localización y efectividad de alimentadores, mazarotas y por otros factores. Y.2 La tasa de enfriamiento en el molde y, por tanto, las propiedades desarrolladas en una sección particular están influenciadas por la presencia de hoyos; enfriadores e insertos; los cambios en el espesor de la sección; y la existencia de protuberancias, proyecciones, intersecciones, tales como uniones de nervios, etc. Debido a la complejidad de las interacciones de estos factores, no se puede establecer una relación cuantitativa exacta entre las propiedades del hierro en varios lugares de la misma fundición o entre las propiedades de la pieza fundida y en aquellas probetas fundidas del mismo hierro. Cuando una relación semejante es importante y debe ser conocida para una aplicación específica, puede ser determinada por experimentación apropiada. Y.3 Piezas fundidas de hierro gris de Clases 150, 175, 200, 225 y 250 se caracterizan por una excelente maquinabilidad, alta capacidad de amortiguamiento de vibraciones, bajo módulo de elasticidad, y relativa facilidad de fabricación. Y.3.1 Piezas fundidas de Clases 275, 300, 325, 350, 375 y 400 son usualmente más difíciles de maquinar, tienen menor capacidad de amortiguamiento, un módulo de elasticidad más alto, y son más difíciles de fabricar. Y.4 Cuando no está disponible información fiable sobre la relación entre propiedades de la fundición y aquellas en las probetas fundidas por separado, donde la experimentación no sería factible, el tamaño de la barra de ensayo debe ser seleccionado lo más aproximado al espesor de la sección de control principal de la pieza fundida. Y.5 Si las piezas fundidas de hierro son soldadas, la microestructura del hierro usualmente se altera, particularmente en la vecindad de la soldadura. Por tanto, las propiedades de la fundición pueden ser afectadas desfavorablemente por la soldadura. Se puede aplicar un apropiado tratamiento térmico posterior para reducir este efecto de soldadura. Y.6 Una guía para la composición química de cada tipo de hierro gris, dependiendo de su espesor se puede observar en la tabla Y.1.

TABLA Y.1 Composición química de los tipos de hierros grises dependiendo de su espesor.

TIPO/ CLASE

COMPOSICIÓN C Si P S Mn C equivalente

Promedio % % % % % Nº 150 sección delgada 2,2 cm 3,50 - 3,80 2,40 a 2,60 0,20 - 0,80 0,08 - 0,13 0,50 - 0,70 4,56

Nº 150 sección media 3,10 cm 3,40 - 3,60 2,30 - 2,50 0,20 - 0,60 0,08 - 0,08 ---------- 4,34

Nº 150 sección gruesa 5,10 cm 3,10 - 3,30 2,20 - 2,40 0,20 - 0,40 0,08 - 0,13 0,50 - 0,80 3,98

Nº 175 sección delgada 2,2 cm. 3,30 - 3,50 2,20 - 2,40 0,20 - 0,50 0,08 - 0,13 0,50 - 0,80 4,2

Nº 175 sección media 3,10 cm. 3,20 - 3,40 2,20 - 2,40 0,15 - 0,40 0,08 - 0,12 0,50 - 0,80 4,08

Nº 175 sección gruesa 5,10 cm. 3,00 - 3,30 1,90 - 2,20 0,15 - 0,25 0,08 - 0,12 0,50 - 0,80 3,82

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(Continuación tabla Y.1.)

TIPO/ CLASE

COMPOSICIÓN C Si P S Mn C equivalente

Promedio % % % % % Nº 200 sección delgada

2,2 cm. 3,20 - 3,40 2,10 - 2,30 0,15 - 0,30 0,08 - 0,12 0,50 - 0,80 4,03

Nº 200 sección media 3,10 cm. 3,10 - 3,30 2,10 - 2,30 0,15 - 0,25 ---------- ---------- 3,92



Nº 225 sección media 3,10 cm. 3,10 - 3,30 2,10 - 2,30 0,15 - 0,25 ---------- ---------- 3,92






Nº 275 sección media 3,10 cm. 2,95 a 3,15 1,70 - 2,00 0,10 - 0,20 0,06 - 0,11 0,45 - 0,70 3,65



Nº 300 sección media 3,10 cm. 2,95 a 3,15 1,70 - 2,00 0,10 - 0,20 0,06 - 0,11 0,45 - 0,70 3,65














El carbono equivalente es calculado de la siguiente manera: El contenido de carbono más 0,3 veces la sum a del contenido de silicio y fósforo. Algunos usan el contenido de carbono más 1/3 el contenido de silicio.

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APÉNDICE Z

BIBLIOGRAFÍA ASTM E8, Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials ASTM A48, Standard Specification for Gray Iron Castings ISO 185:2005, Grey cast irons — Classification

INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA

Documento: NTE INEN 2481

TÍTULO: FUNDICIONES DE HIERRO GRIS. REQUISITOS

Código ICS: 77.140.80

ORIGINAL: Fecha de iniciación del estudio: 2015-04-01

REVISIÓN: La Subsecretaría de la Calidad del Ministerio de Industrias y Productividad aprobó este proyecto de norma Oficialización con el Carácter de por Resolución No. publicado en el Registro Oficial No. Fecha de iniciación del estudio:

Fechas de consulta pública:

Comité Técnico de Normalización: Fecha de iniciación: Fecha de aprobación: Integrantes del Comité: NOMBRES:

INSTITUCIÓN REPRESENTADA:

Otros trámites: Esta NTE INEN 2481:2015 (Primera revisión), reemplaza a la NTE INEN 2481:2009 (Primera edición)

La Subsecretaría de la Calidad del Ministerio de Industrias y Productividad aprobó este proyecto de norma

Oficializada como: Por Resolución No. Registro Oficial No.

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