MXPA05002433A

MXPA05002433A - Articulo de hierro colado austemperizado y capaz de maquinarse con mejoradas capacidades de maquinado resistencia a la fatiga y resistencia a la fractura bajo condiciones ambientales y metodo para fabricar el mismo.

Info

Publication number: MXPA05002433A
Application number: MXPA05002433A
Authority: MX
Inventors: David Carroll Fitzgerald
Original assignee: Intermet Corp
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-05-27
Also published as: CA2497760C; CN1688723A; WO2004022792A2; CA2497760A1; CN100398672C; EP1534867A2; US20060157160A1; WO2004022792A3; US7070666B2; US20040112479A1; US7497915B2

Abstract

La presente invencion se relaciona con un articulo de hierro colado austemperizado y maquinable que tiene resistencia, capacidad de maquinado, resistencia a la fatiga y resistencia a la fractura ambiental mejoradas. Un metodo para fabricar el articulo de hierro colado austemperizado y maquinable incluye austenitizar una composicion de hierro que tiene una microestructura sustancialmente perlitica en un intervalo de temperatura intercritica de entre 748.88oC a 815.55oC (1380oF a 1500oF). Esto produce una microestructura ferritica ademas de austenitica. La microestructura ferritica ademas de austenitica se apaga en un intervalo de temperatura de austemperizacion de entre 301.66o C a 398.88o (575o F a 750o F) dentro de 3 minutos, para evitar la formacion de perlita. Esta microestructura ferritica ademas de austenitica despues se somete a austemperizacion en el intervalo de temperatura de austemperizacion de entre 301.66 o C a 398.88 o C (575 o F a 750 o C) para producir una microestructura de una continua de ferrita equiaxial con islotes de austerita. Por ultimo, la microestructura de la matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austerita se enfria a temperatura ambiente para producir el articulo de hierro colado austemperizado y maquinable.

Description

ARTÍCULO DE HIERRO COLADO AUSTEMPERIZADO Y CAPAZ DE MAQUINARSE CON MEJORADAS CAPACIDADES DE MAQUINADO, RESISTENCIA A LA FATIGA Y RESISTENCIA A LA FRACTURA BAJO CONDICIONES AMBIENTALES Y MÉTODO PARA FABRICAR EL MISMO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1) Campo de la Invención El tema de la invención se relaciona en general con un articulo de hierro colado austemperizado y maquinable con mejoradas capacidades de maquinado, resistencia a la fatiga y resistencia a fracturas bajo condiciones ambientales, a un procedimiento para la elaboración del mismo y a una composición de hierro colado austemperizado y maquinable. Más específicamente, el asunto de la invención se relaciona con un artículo de hierro colado austemperizado y maquinable que tiene una microestructura de una matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita que exhibe resistencia, ductibilidad, capacidad de maquinado, capacidad resistencia a la fatiga y resistencia a la fractura ambiental mejoradas. 2) Descripción de la Técnica Relacionada Los artículos de hierro dúctil uniforme (RDI, por sus siglas en inglés) y los artículos de hierro dúctil austemperizado (ADI, por sus siglas en inglés) uniforme son bien conocidos en la técnica, al igual que los métodos para fabricar estos artículos. Los artículos de RDI se usan ampliamente en las aplicaciones automotrices y los artículos de ADI se usan aplicaciones vehiculares limitadas, que incluyen componentes del cigüeñal y el chasis. Los artículos de RDI por lo regular se fabrican fundiendo una composición de hierro dúctil sin someter la composición de hierro dúctil a un proceso de tratamiento término post-colado. La composición de hierro dúctil puede variar en el porcentaje de componentes, pero debe incluir carbono y suficientes elementos de aleación para formar una microestructura de nodulos de grafito bien formados en una matriz de ferrita y perlita en los artículos de hierro dúctil uniforme. Los artículos de RDI típicos que requieren una buena combinación de resistencia y dureza tienen la microestructura ferrítica y perlifica, no una microestructura sustancialmente perlifica. La microestructura ferrítica y perlifica tiene propiedades físicas superiores a la microestructura sustancialmente perlifica cuando se funde la composición de hierro dúctil sin someter la composición de hierro dúctil a tratamiento térmico post-colado. De manera alternativa, los artículos de RDI pueden tratarse con calor por normalización o apagado y austemperizado . Sin embargo, las composiciones de hierro dúctil típicas no responden a un proceso de tratamiento térmico de la presente invención, formando perlita indeseada durante el enfriamiento rápido. De esta manera, las composiciones de hierro dúctil típicas no son apropiadas para el uso con el proceso de tratamiento térmico del asunto de la invención. Los artículos de ADI se fabrican sometiendo la composición de hierro dúctil a un proceso de tratamiento térmico post-colado. Una microestructura de la composición de hierro dúctil antes del proceso de tratamiento térmico no es un factor y se le hace caso omiso, con énfasis sobre el proceso de tratamiento térmico mismo para producir el artículo de ADI. Los artículos de ADI se producen por lo regular austenitizando o sometiendo a austemperización. Otro método para producir artículos de ADI es la austenitización por etapas, que se describe en "Improving The Properties of Austempered Ductile Iron" por Gundlach (la publicación DIS) , pero permanece un método experimental que no ha sido aplicado y optimizado para la producción. La austenitización por etapas es un proceso mediante el cual la composición de hiero dúctil se calienta y se mantiene a una temperatura de austenitización inicial. La austenitización procede apagando la composición de hierro dúctil a temperaturas secuencialmente inferiores y manteniendo la composición de hierro dúctil a cada temperatura durante un periodo de tiempo corto. El proceso termina apagando la composición de hierro dúctil para producir el articulo de ADI. El articulo de ADI producido a través de la austenitización por etapas tiene por lo regular una microestructura ausferritica . En general, la microestructura ausferritica proporciona mayor resistencia que los artículos de hierro colado uniformes, pero también es menos dúctil y menos maquinable que los artículos de hierro dúctil uniforme. La austenitización seguido de austemperización se realiza austenitizando primero una microestructura ferrítica y perlítica a una temperatura de austenitización, por lo regular en un intervalo de 843.33°C a 898.88°C (1550°F a 1650°F) , aunque se han documentado temperaturas de austenitización tan bajas como 787.77°C (1450°F) , que pueden estar en un intervalo de temperatura intercrítica. La composición de hierro dúctil después se somete a austemperización a una temperatura suficientemente menor, por lo general entre 176.66°C y 385°C (350 y 725°F) , para producir el artículo de hierro dúctil austemperizado uniforme. Las temperaturas. de austenitización y austemperización se varían hasta alcanzar las propiedades físicas deseadas en los artículos de hierro dúctiles uniformes sometidos a austemperización . Los artículos de hierro dúctil uniforme austemperizado resultantes tienen una microestructura de ausferrita, es decir, ferrita acicular más austenita. El lapso de temperatura para el proceso de austenitización y austemperización también es crucial. Para los artículos con la microestructura inicial ferrítica y perlifica, el carbón debe difundirse en la matriz austenítica de los nodulos de grafito interdispersados a través de la composición de hierro dúctil para formar una austenita elevada en carbono antes del apagado a la temperatura de austemperización. Como resultado, un tiempo de austenitización es típico para alcanzar la producción de la austenita alta en carbono. Los artículos de ADI que se austenitizan a temperaturas menores exhiben mejor capacidad de maquinado que los artículos de ADI austenitizados a temperaturas superiores. Sin embargo, la microestructura (ausferrita) ferrítica acicular más la austenítica que se produce por medio de la austenitización a las temperaturas inferiores, no tiene suficiente resistencia para muchas aplicaciones en las que se usan los artículos de ADI . La patente española núm. ES 8104423 por Muhlberger describe un método para producir otro artículo de hierro dúctil austemperizado que tiene una microestructura de austenita mezclado con bainita y grafito esférico. El articulo de hierro dúctil austemperizado (ADI) de uhlberger se produce por tratamiento térmico de una composición de hierro dúctil como se muestra en el Cuadro 1. Cuadro 1 Elemento % en peso Carbono 2.5-3.7 Silicio 2.0-3.0 Manganeso >0-<0.3 Cobre 0.1-1.5 Molibdeno 0.2-0.8 Níquel 0-3.0 Hierro Restante El tratamiento térmico se realiza austenitizando la composición de hierro dúctil en un intervalo de temperatura de 800°C a 860°C (1472°F a 1580°F) durante aproximadamente 10 y 60 minutos. La composición de hierro dúctil después se apaga durante un periodo menor de 2 minutos a una temperatura en el intervalo de entre 350 °C y 400°C (662°F y 752°F) . La composición de hierro dúctil se mantiene dentro del intervalo de temperatura de entre 350 °C y 400°C (662°F y 752°F) durante un periodo de entre 5 y 60 minutos para producir el artículo de ADI de Muhlberger que tiene una microestructura de austenita mezclada con bainita y grafito esférico, la cual es una estructura de hierro dúctil austemperizado uniforme. El articulo de ADI de Muhlberger es insuficiente para las aplicaciones del asunto de la invención. La composición de molibdeno es demasiado alta, lo que resulta en que el articulo de hierro tenga una Dureza Brinell que es demasiado alta, y que la composición requiera manganeso. Además, la microestructura resultante de la composición de hierro austemperizado es de austenita mezclada con bainita y grafito esférico, y no contiene ferrita equiaxial con islotes de austenita porque el método no comienza con una microestructura sustancialmente perlifica antes de la austenitización . Además, la combinación de la química y la temperatura de austenitización no son apropiadas para el asunto de la invención. Con referencia a la Figura 5, ADI de Muhlberger exhibe una relación diferente entre el límite elástico y la dureza. De esta manera, el ADI de Muhlberger tiene propiedades físicas que son insuficientes para las aplicaciones del asunto de la invención. Los artículos de RDI y ADI tienen propiedades físicas que son apropiadas para muchas aplicaciones, sin embargo, los artículos de RDI y los artículos de ADI a menudo no son apropiados para las mismas aplicaciones . Con referencia a la Figura 1, los artículos de RDI pueden tener d mayor ductibilidad, medida por elongación, que los artículos de -ADI. Sin embargo, para el mismo nivel de resistencia, los artículos de ADI tienen mayor ductibilidad que los artículos de RDI . También se muestran las propiedades de los artículos de hierro dúctil normalizado (DI normalizado) y los artículos de hierro dúctil apagado y templado (DI apagado y templado) . Los artículos de RDI, los artículos de DI normalizados y los artículos de DI apagados y templados son los que se usan comúnmente en las aplicaciones que requieren maquinado extensivo. Aunque las propiedades físicas de los artículos pueden manipularse ajusfando los procesos de producción y las químicas de la composición del hierro dúctil, los artículos de RDI, los artículos de DI normalizados y los artículos de DI apagados y templados no tienen suficiente resistencia a la tensión o límite elástico final para satisfacer los requerimientos de resistencia de muchas aplicaciones. Por" otro lado, los artículos de DI, como se muestra en la Figura 5, tienen suficiente resistencia para muchas aplicaciones que no pueden usar los artículos de RDI debido a la carencia de suficiente resistencia. Sin embargo, los artículos de ADI son significativamente menos capaces de maquinarse que los artículos de RDI. Los artículos de ADI también exhiben tolerancia a fisuras insuficiente y resistencia insuficiente a la fractura ambiental, es decir, resistencia a la fractura mientras se someten a una combinación de tensión y diferentes tipos de fluidos, tales como agua, aceite y gasolina. Como resultado, los articulos de ADI muestran desempeño insuficiente en las pruebas de vida de fatiga, haciendo a los articulos de ADI inapropiados para las aplicaciones que someterán los articulos a carga y descarga cíclica. Además, los artículos de ADI de la técnica anterior alcanzan una dureza Brinell más baja (BHN, por sus siglas en inglés) de 268 BHN. Por lo tanto, los artículos de ADI de la técnica anterior también son inapropiados para las aplicaciones que requieren maquinado extensivo. De esta manera, hay una necesidad de un artículo de hierro colado austemperizado que se pueda maquinar ( ADI, por sus siglas en inglés) y un método para producir el artículo de MADI que tenga una combinación única de resistencia, ductibilidad, capacidad de maquinado, resistencia a la fatiga y resistencia a la fractura ambiental mejoradas que no ha sido obtenido por la técnica anterior.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Y VENTAJAS El asunto de la invención proporciona un artículo de hierro colado austemperizado y maquinable, una composición de hierro colado austemperizado y maquinable y un método para fabricar el artículo de hierro colado austemperizado y maquinable. El artículo de hierro colado austemperizado y maquinable se fabrica de una composición de hierro que tiene una microestructura sustancialmente perlítica. La microestructura sustancialmente perlitica incluye carbono, silicio, níquel, cobre y molibdeno. El método para fabricar el artículo de hierro colado austemperizado y maquinable incluye austenitizar la microestructura sustancialmente perlítica en un intervalo de temperatura intercrítica de 748.88°C a 815.55°C (1380°F a 1500°F) durante un periodo de por lo menos 10 minutos. Esto produce una microestructura ferrítica además de austenítica. El tener una microestructura sustancialmente perlítica antes de la austenitizacion, permite mejorar el tiempo para completar la austenitizacion que no es posible con otras microestructuras . El método procede apagando la microestructura ferrítica además de austenítica .a una velocidad suficiente para evitar la formación de perlita. Luego se somete a austemperización la microestructura ferrítica además de austenítica en un intervalo de temperatura de austemperización de 301.66°C a 398.88°C (575°F a 750°F) durante un periodo de por lo menos 8 minutos, para producir una microestructura de una matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita. La microestructura de la matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita después se enfria a temperatura ambiente para producir el articulo de hierro colado austemperizado y maquinable . El articulo de hierro colado austemperizado y maquinable del asunto de la invención tiene resistencia, ductibilidad, capacidad de maquinado, resistencia a la fatiga y resistencia a la fractura ambiental mejoradas. La resistencia y la capacidad de maquinado mejoradas hacen del articulo de hierro colado austemperizado y maquinable y es ideal para los componentes del cigüeñal y chasis que en la actualidad sacrifican resistencia por capacidad de maquinado o bien capacidad de maquinado por resistencia. El mejoramiento de la resistencia también proporciona un mejoramiento en el peso del articulo de hierro colado austemperizado y maquinable, y de esta manera, una disminución en el costo. Además, el método del asunto de la invención es capaz de reducir el tiempo requerido para fabricar el articulo de hierro, que también puede resultar en la disminución de los costos .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Otras ventajas de la presente invención se apreciarán fácilmente, al igual que las mismas pueden entenderse mejor con referencia a la siguiente descripción detallada cuando se considera en conjunto con los dibujos anexos, en donde: La Figura 1 es una gráfica que ilustra una relación entre el Esfuerzo de tensión último en psi y la Elongación en %, con respecto a los artículos de hierro dúctil de la técnica anterior (DI normalizado, DI apagado y templado y RDI), artículos de hierro dúctil austemperizado uniforme (ADI) y artículos de hierro colado austemperizado que se pueden maquinar (MADI) fabricados de acuerdo con un método del asunto de la invención; La Figura 2 es una gráfica que ilustra una relación entre la dureza Brinell en BHN y la temperatura intercrítica, en grados Fahrenheit, para los artículos de hierro colado austemperizado que se pueden . maquinar que se sometieron a austemperización a diferentes temperaturas; La Figura 3 es una vista frontal de una modalidad del artículo de hierro colado austemperizado y maquinable, en donde el artículo de hierro colado austemperizado y maquinable es un brazo de control inferior; La Figura 4 es una vista frontal de otra modalidad del artículo de hierro colado austemperizado y maquinable, en donde el artículo de hierro colado austemperizado y maquinable es un ajustador de una barra de torsión; y La Figura 5 es una gráfica que ilustra una relación entre la dureza Brinell y el límite elástico para los artículos de hierro colado austemperizado que se pueden maquinar (MADI) , artículos de hierro dúctil (RDI) de la técnica anterior y los artículos de hierro dúctil sometidos a austemperización uniformes (ADI) de la técnica anterior.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA El asunto de la invención proporciona un artículo de hierro colado austemperizado y maquinable y un método para fabricar el artículo de hierro colado austemperizado y maquinable de una composición de hierro. El artículo de hierro colado austemperizado y maquinable tiene resistencia, ductibilidad, capacidad de maquinado, resistencia a la fatiga y resistencia a la fractura ambiental mejoradas. El mejoramiento de la capacidad de maquinado hace del artículo de hierro colado austemperizado y maquinable ideal para muchas aplicaciones en la industria automotriz. Además, el mejoramiento de la resistencia proporciona un mejoramiento en el peso y costo del artículo de hierro colado austemperizado y maquinable. La composición de hierro incluye carbono, silicio, níquel, cobre, molibdeno y hierro. Los intervalos óptimos para la composición de hierro de la presente invención se describen en el Cuadro 2.

Cuadro 2 Elemento % en peso Carbono 3.30-3.90 Silicio 1.90-2.70 Níquel 0.45-2.05 Cobre 0.55-1.05 Molibdeno 0-0.20 Hierro Restante Una cantidad de cada elemento se varia dentro de los intervalos para asegurar la formación suficiente de una microestructura deseada dentro de la composición de hierro durante la producción del articulo de hierro colado austemperizado y maquinable. Por ejemplo, la formación de la microestructura deseada se determina principalmente por dos factores : velocidad de enfriamiento y química de la composición de hierro. La velocidad de enfriamiento se controla mediante un número de factores que varían de acuerdo con los aspectos de cada línea de producción particular, tales como la geometría de un artículo particular, la composición del material usado para elaborar un molde para la producción del artículo, es decir, arena o metal y el tiempo de enfriamiento para el artículo en el molde antes de ser retirado. El tiempo de enfriamiento puede ajustarse ligeramente controlando una velocidad de la linea de producción, pero únicamente a un grado limitado. De esta manera, la microestructura, en gran parte, se controla por medio de la variación en la cantidad de cada elemento en la composición de hierro. El carbón incluido en la composición de hierro es un componente necesario de las diferentes microestructuras formadas en diferentes etapas en la producción del articulo de hierro colado austemperizado y maquinable. El silicio, níquel, cobre y molibdeno en la composición son agentes de aleación. Los agentes de aleación son necesarios para promover una microestructura sustancialmente perlítica y para suprimir la formación de perlita durante la producción del artículo de hierro colado austemperizado y maquinable. Se entenderá que la microestructura es sustancialmente perlítica en la condición "fundida". Por microestructura sustancialmente perlítica se entiende que la microestructura incluye más de 50% de perlita. De preferencia, la microestructura sustancialmente perlítica incluye por lo menos 80% de perlita. También pueden usarse agentes de aleación adicionales, tales como manganeso, cromo, estaño, arsénico y antimonio, pero no se requieren específicamente para el asunto de la invención. El resto de la composición de hierro es el hierro. La composición de hierro más preferida incluye: Cuadro 3 Elemento % en peso Carbono 3.70 Silicio 2.50 Níquel 1.85 Cobre 0.85 Molibdeno 0.05 Hierro Restante La composición de hierro es una composición de hierro dúctil " y tiene mejoramiento de la capacidad de colado y economía de la producción sobre los otros tipos de composiciones de hierro. -En otras modalidades, la composición de hierro es una composición de hierro gris, una composición de hierro de grafito compactado o una composición de hierro dúctil carbídico, que depende de la propiedad física y los requerimientos de producción para una aplicación particular. El método incluye austenitizar la microestructura sustancialmente perlática en un intervalo de temperatura intercrítica de 748.88°C a 815.55°C (1380°F a 1500°F). De preferencia, la microestructura sustancialmente perlitica se austenitiza en el intervalo de temperatura intercrítica de 748.88°C a 800DC (1380°F a 1472°F), más preferentemente en el intervalo de temperatura intercritica de 748.88°C a 787.22°C (1380°F a 1449°F) . La microestructura sustancialmente perlitica se mantiene en el intervalo de temperatura intercrítica durante un periodo de por lo menos 10 minutos, de preferencia durante un periodo de 10 a 360 minutos. La etapa de austenitización produce una microestructura ferritica además de austenítica. La microestructura sustancialmente perlitica es un elemento esencial para la etapa de austenitización del asunto de la invención. El carbón necesario para la formación de una porción austenítica de la microestructura ferritica además de austenítica se deriva de la microestructura sustancialmente perlitica. La microestructura sustancialmente perlitica permite que la porción austenítica de la microestructura ferritica además de austenítica se forme en tan solo 10 minutos. Esto permite mejorar la velocidad de producción para el proceso global. En una etapa de apagado, la microestructura ferritica además de austenítica se apaga a partir de la temperatura de austenitización en un intervalo de temperatura de austemperización de 301.66°C a 398.88°C (575°F a 750°F) . De preferencia, la etapa de apagado se presenta en un baño de sal con inyección de agua. En una etapa de austemplado, la microestructura ferritica además de austenítica se mantiene en el intervalo de temperatura de austemperización durante por lo menos 8 minutos. La etapa de austemperización evita la formación de una microestructura martensitica o perlítica, que tienen propiedades físicas indeseables para las aplicaciones destinadas del asunto de la invención. La etapa de austemperización produce una microestructura de una matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita. La microestructura de la matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita se produce porque sólo una porción de la microestructura sustancialmente perlítica se transforma en la porción austenítica de la microestructura ferrítica además de austenítica durante la etapa de austenitización . Durante la austemperización, la porción ferrítica de la microestructura ferrítica además de austenítica permanece como la microestructura ferrítica, contrario con la ferrita acicular o bainítica. Se estabiliza la porción austenítica de la microestructura ferrítica además de austenítica. Una cantidad de ferrita en la microestructura de la matriz cojitinua de ferrita equiaxial con islotes de austenita depende de la temperatura intercrítica a la que la microestructura sustancialmente perlítica se austenitiza. A temperaturas superiores dentro del intervalo de temperatura intercrítica, se forma más austenita, con el resto de la ferrita que forma la microestructura perlítica.

La austenita se mantiene y se estabiliza en la etapa de austemperización. Por lo tanto, la cantidad de austenita en la microestructura de la matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita, se limita por la cantidad de la austenita formada antes de la etapa de austemperización. En una etapa de enfriamiento, la microestructura de la matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita se enfria a temperatura ambiente para retener la microestructura de la matriz continua de la ferrita equiaxial con islotes de austenita producida en la etapa de austemperización. La microestructura de la matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita se enfria a temperatura ambiente enfriando con aire o apagando con agua. Más específicamente, el método incluye fundir la composición de hierro a una temperatura mayor de 1,204.44 (2200°F), temperatura la cual la composición de hierro se funde. Luego continúa una etapa de enfriamiento en la que la composición de hierro se enfría a una temperátura de 537.77°C a 726.66°C (1000°F a 1340°F) . La composición de hierro se mantiene a la temperatura de 537.77°C a 726.66°C (1000°F a 1340°F) durante por lo menos 8 segundos para formar la microestructura sustancialmente perlifica . En la etapa de austenitización, la microestructura sustancialmente perlitica se calienta en el intervalo de temperatura intercritica de 748.88°C a 815.55°C (1380°F a 1500°F). De preferencia, la microestructura sustancialmente perlitica se austenitiza en un intervalo de temperatura de 748.88°C a 800°C (1380°F a 1472°F), más preferentemente en un intervalo de temperatura de 748.88°C a 787.22°C (1380°F a 1449°F) . La microestructura sustancialmente perlitica se mantiene en el intervalo de temperatura intercritica durante el periodo de por lo menos 10 minutos, de preferencia durante el periodo de 10 a 360 minutos. La etapa de austenitización produce la microestructura ferritica además de austenitica. - En una etapa de apagado, la microestructura ferritica además de austenitica se apaga en el intervalo de temperatura de austemperización de 301.66°C a 398.88°C (575°F a 750°F) para estabilizar la microestructura ferritica además de austenitica producida en la etapa de austenitización. De preferencia, la microestructura ferritica además de austenitica se apaga en el intervalo de la temperatura de austemperización dentro de un periodo de 5 a 180 segundos. De preferencia, la etapa de apagado se realiza en el baño de sal con inyección de agua. El baño de sal contiene liquido que incluye por lo menos una de las sales de nitrato, sales de nitrito y combinaciones de las sales de nitrato y sales de nitrito, para enfriar rápidamente la microestructura ferritica además de austenitica. Más específicamente, el baño de sal contiene líquido que incluye una sal de recocido a baja temperatura de Park Metallurgical fabricada por Heatbath Corporation. De manera alternativa, la segunda etapa de apagado puede realizarse en un lecho fluidizado. El artículo de hierro colado austemperizado y maquinable es de preferencia un componente de cigüeñal o un chasis, pero el método no se limita a la producción de estos componentes. En la etapa de austemperización, la microestructura ferritica además de austenitica se mantiene en el intervalo de la temperatura de austemperización de 301.66°C a 398.88°C (575°F a 750°F) para estabilizar la austenita y evitar la formación de una microestructura martensítica o perlifica. La microestructura ferritica además de austenitica se mantiene en el intervalo de temperatura de austemperización durante el periodo de por lo menos 8 minutos, de preferencia durante un periodo de 8 a 1440 minutos, y más preferentemente durante un periodo de 60 a 180 minutos. La etapa de austemperización produce la microestructura de la matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita. Por último, el hierro colado austemperizado y maquinable se enfría a temperatura ambiente. Como se muestra en el Cuadro 4, un intervalo en el esfuerzo de tensión final (UTS, por sus siglas en inglés) promedio, limite elástico (YS, por sus siglas en inglés), elongación (%E1.) y dureza Brinell (BHN) de los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar que tienen la composición de hierro establecida en el Cuadro 3, austenitizado a diferentes temperaturas intercríticas dentro del intervalo de temperatura intercrítica, correlaciona a la temperatura intercrítica a la que se austenitizan los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar, y de esta manera, a una relación de ferrita a austenita en los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar.

Cuadro 4 Por lo tanto, la temperatura intercrítica a la cual que se austenitizan los artículos de hierro colado sometidos a austemperizacion que se pueden maquinar se ajusta hasta alcanzar las propiedades deseadas del artículo de hierro colado austemperizado y maquinable para aplicaciones particulares. Asimismo, la temperatura de austemperizacion tiene un efecto sobre la BHN del artículo de hierro colado austemperizado y maquinable. Con referencia a la Figura 2, los artículos de hierro colado sometidos a austemperizacion que se pueden maquinar que se someten a austemperizacion a 315.55°C (600°F) exhiben un mayor intervalo de BHNs a través del intervalo de temperatura intercrítica que los artículos de hierro colado sometidos a austemperizacion que se pueden maquinar a 357.22°C (675°F). Asimismo, los artículos de hierro colado sometidos a austemperizacion que se pueden maquinar que se someten a austemperizacion a 357.22°C (675°F) exhiben un intervalo mayor de BHNs a través del intervalo- de temperatura intercrítica que los artículos de hierro colado sometidos a austemperizacion que se pueden maquinar que se someten a austemperizacion a 398.88°C (750°F) . De esta manera, se ajusta la temperatura de austemperizacion, con respecto a la temperatura intercrítica, hasta alcanzar las propiedades deseadas del artículo de hierro' colado austemperizado y maquinable para las aplicaciones particulares. El periodo de la temperatura intercrítica también tiene un efecto sobre la BHN del articulo de hierro colado austemperizado y maquinable, aunque no tan significativo como la temperatura intercritica o de austemperizacion. Como resultado de únicamente las pequeñas diferencias en la BHN, la linea de producción y las estrategias de costo por lo regular dictan el tiempo de la temperatura para el articulo de hierro colado austemperizado y maquinable durante . las etapas de austenitización y austemperizacion, con tal de que el periodo de la temperatura sea de por lo menos 10 minutos, para la etapa de austenitización y de por lo menos 8 minutos para la etapa de austemperizacion. El articulo de hierro colado austemperizado y maquinable tiene resistencia y ductibilidad mejoradas, medidas mediante diferentes procedimientos de prueba estándares que se establecen a continuación. En general, la resistencia se refiere a la ÜTS y YS y la ductibilidad se refiere al %E1. La resistencia y la ductibilidad mejoradas se atribuyen a la microestructura de la matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita del articulo de hierro colado austemperizado y maquinable. De preferencia, el articulo de hierro colado austemperizado y maquinable tiene una BHN de entre 180 y 340 BHN, medida mediante procedimientos estándares conocidos por los experimentados en la técnica. Como se muestra anteriormente en el Cuadro 4, la BHN del articulo de hierro colado austemperizado y maquinable tiene una correlación directa con la temperatura intercritica a la que la composición de hierro se austenitiza. Con referencia a la Figura 2, los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar austenitizados a temperaturas inferiores en el intervalo de temperatura intercrítica de entre 748.88°C a 815.55°C (1380°F a 1500°F) tienen BHN's menores que los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar austenitizados a temperaturas superiores en el intervalo de temperatura intercrítica. El artículo de hierro colado austemperizado y maquinable puede producirse teniendo las BHN's menores de 269 BHN. De preferencia, como se muestra en la Figura 5, el artículo de hierro colado austemperizado y maquinable tiene un YS de entre 50, 000 y 125,000 psi, medido de acuerdo con el protocolo de ASTM E8. El protocolo de ASTM E8 para el YS emplea un método de desviación. Se genera una gráfica de esfuerzo-deformación unitaria para un número de artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar. Se traza una línea paralela a una porción lineal de la gráfica de esfuerzo-deformación que inicia en una desviación, típicamente 0.2%. La intersección de la línea con la gráfica de esfuerzo-deformación indica el límite elástico del artículo de hierro colado austemperizado y maquinable. El YS del articulo de hierro colado austemperizado y maquinable se correlaciona directamente con la BHN. Esta propiedad del articulo de hierro colado austemperizado y maquinable satisface los requerimientos de las aplicaciones que requieren mejoramiento del YS y la capacidad de maquinado. El YS mejorado permite la producción ineficiente de los artículos de hierro colado sometidos a austemperizacion que se pueden maquinar con menos material mientras que se logra desempeño suficiente, reduciendo de esta manera el peso del artículo de hierro colado austemperizado y maquinable. De preferencia, como se muestra en general en la Figura 1, el artículo de hierro colado austemperizado y maquinable tiene un intervalo de UTS de entre 70,000 y 170, 000 psi y un intervalo de %E1. de entre 14% y 22%, ambos medidos de acuerdo con el protocolo de ASTM E8. El protocolo de ASTM E8 para el UTS incluye dividir una carga máxima portada por el artículo de hierro colado austemperizado y maquinable durante una prueba de tensión por un área de sección transversal original del artículo de hierro colado austemperizado y maquinable. El protocolo de ASTM E8 para el %E1. incluye crear un par de marcas indicadoras que tienen una longitud inicial entre las marcas indicadoras en el artículo de hierro colado austemperizado y maquinable. Luego se realiza la prueba de tensión hasta que se rompe el articulo- de hierro colado austemperizado y maquinable. El %E1. se determina dividiendo un cambio en la longitud entre las marcas indicadoras por la longitud inicial entre las marcas indicadoras y multiplicando este resultado por 100. Por lo tanto, el articulo de hierro colado austemperizado y maquinable proporciona una combinación mejorada del UTS y el %E1. La combinación mejorada del UTS y el %E1. permite que el articulo de hierro colado austemperizado y maquinable se use en una variedad de aplicaciones que requieren el mejoramiento del esfuerzo y el %E1. En una modalidad, como se muestra en (10) en la Figura 3, el articulo de hierro colado austemperizado y maquinable es un brazo de control inferior que tiene una junta de bola (12) . Para los propósitos de la prueba, se usaron los brazos de control inferiores (10) que estuvieron comprendidos de hierro dúctil uniforme (RDI) grado 65-45-12 de la técnica anterior, hierro dúctil uniforme austemperizado (ADI) de la técnica anterior que tiene una BHN de 302 BHN, y la composición de hierro colado austemperizado y maquinable (MADI) del asunto de la invención, se trató con calor por medio del método del asunto de la invención, que tiene una BHN de 243 BHN. Un aparato de prueba del brazo de control inferior se desarrolló para simular la carga que el brazo de control inferior (10) experimentaría en las aplicaciones vehiculares. Se realizó una prueba para medir la vida de fatiga del brazo de control inferior (10) . El brazo de control inferior (10) se colocó en un soporte sujetador de montaje con un bloque de acero sólido en lugar de un tope de rechazo. ün accionador de 100 kN de la variedad servohidráulico se suspendió de un marco de soporte vertical. El accionador se unió a la junta de bola (12) mediante un soporte sujetador de extremo angulado. El accionador se colocó para aplicar una carga a través de la línea central de la junta de bola (12) a 18 grados hacia delante hasta la popa y 18 grados dentro del casco hasta fuera del casco con relación a un eje vertical. El aparato de prueba del brazo de control inferior se programó para aplicar una carga sinusoidal de 17.793 N a 47,596 N a una velocidad de 1.5 Hz hasta que se detectó la pérdida de carga o hasta una fractura de 6.4 mm. Los resultados de la prueba de fatiga del brazo de control inferior se muestran en el Cuadro 5.

Cuadro 5 Brazo de control inferior RDI (técnica ADI (técnica MADI anterior) anterior) Núm. de muestras 36 6 16 Vida ??? 75,296 45, 582 239,923 Vida media 123,805 111, 1194 645,213 Baj o 50,188 54,721 162,452 Alto 163,271 340,085 1,000,463 La vida Bio, vida media y el intervalo de los resultados de la vida de fatiga más baja y más alta muestran que el brazo de control inferior (10) y de esta manera el MADI del asunto de la invención, tratado con calor por medio del método del asunto de la invención, tiene tolerancia de agrietado mejorada sobre el RDI y ADI de la técnica anterior. Por lo tanto, los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar producidos de acuerdo con el método del asunto de la invención son ideales para las aplicaciones del brazo de control inferior en las que el brazo de control inferior (10) se somete a ciclos de carga repetidos, es decir, carga de fatiga. La prueba de UTS que también se realizó en el mismo aparato de prueba del brazo de control inferior. Se sustituyó un soporte sujetador terminal lineal para el soporte sujetador terminal angulado usado en la prueba de vida de fatiga. El aparato de prueba del brazo de control inferior se programó para aplicar una carga inclinada a una velocidad de 0.01 Hz hasta una carga máxima de 94,000 N. La carga máxima de 94,000 N representa un umbral que el brazo de control inferior (10) debe exceder para ser apropiado para las aplicaciones vehiculares. El brazo de control inferior (10) que tiene una BHN de 243 BHN no sucumbió a la carga máxima de 94,000 N. Por lo tanto, el brazo de control inferior (10) tiene suficiente UTS para las aplicaciones vehiculares que usan el brazo de control inferior (10) . En otra modalidad, el articulo de hierro colado austemperizado y maquinable es un ajustador de una barra de torsión, mostrada en general como (14) en la Figura 4, que tiene una indentación para perno (16) en un primer extremo (18). El ajustador de la barra de torsión (14) define un orificio hexagonal (20) perpendicular a la indentación para perno (16) . ün eje (22) que pasa a través de un centro de la indentación para perno (16) se localiza a 129.9 mm desde un eje (24) que pasa a través 'de un centro del orificio hexagonal (20) . Para propósitos de prueba, se usaron ajustadores de la barra de torsión (14) que estuvieron comprendidos de RDI de la técnica anterior, que tenían una BHN de 246 BHN, ADI de la técnica anterior que tenían una BHN de 302 BHN y el ADI del asunto de la invención, se trataron con calor por medio del método del asunto relacionado, que tienen BHNs de 200 BHN y 243 BHN. ün aparato de prueba de una barra ajustadora de torsión se diseñó para simular la carga que el ajustador de la barra de torsión (14) experimentaría en las aplicaciones vehiculares. Se realizó una prueba para medir la vida de fatiga del ajustador de la barra de torsión (14) . El ajustador de la barra de torsión 14 se colocó de manera vertical en un soporte sujetador de base con la indentación para perno (16) en una posición hacia arriba. Se colocó una barra hexagonal a través del orificio hexagonal (20) para asegurar el ajustador de la barra de torsión (14) en su sitio. ün accionador de 100 kN de la variedad servohidráulica se colocó para aplicar una carga a través de la indentación para perno (16) . El aparato de prueba del ajustador de la barra de torsión se programó para aplicar un torque sinusoidal de 2,300 N-m a 7,500 N-m a una velocidad de 10 Hz hasta la pérdida de la carga. Los resultados de la prueba de fatiga del ajustador de la barra de torsión se muestran en el Cuadro 6. Cuadro 6 Ajustador de la barra de torsión RDI (técnica ADI (técnica MADI MADI anterior) anterior) (BHN=200) (BHN=2 3) Núm. de muestras 17 38 20 23 Vida 371,306 111,250 452,702 781,519 Vida media 735, 635 513,999 642,548 1,555,059 Bajo 287,024 193,980 496,001 449,952 Alto 1,436,067 7,344,713 1,074,230 2,524, 054 La vida ???, vida media y el intervalo de los resultados de la vida de fatiga más baja y más alta muestran que el ajustador de la barra de torsión (14) comprendió el MADI del asunto de la invención, tratado con calor por medio del método del asunto de la invención, tiene resistencia a la fatiga mejorado y tolerancia de agrietado mejorada sobre los ajustadores de la barra de torsión (14) comprendidos de RDI y ADI de la técnica anterior. Por lo tanto, los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar son ideales para las aplicaciones del ajustador de la barra de torsión en las que el ajustador de la barra de torsión (14) se somete a ciclos de carga repetidos, es decir, carga de fatiga . Se llevaron a cabo pruebas de molienda y perforación para verificar la capacidad de maquinado de los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar desde el punto de vista de la combinación de la BHN, UTS, YS y el %E1. medidos en la técnica anterior. La molienda y la trituración son los dos métodos principales que serán empleados en el maquinado de los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar. Los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar a menudo se someterán a molienda y perforación extensivas. De esta manera, los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar deben ser convenientes para la molienda y perforación, ser económica y mecánicamente factibles para el uso en las aplicaciones automotrices, que por lo regular requieren producción en masa de los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar. La capacidad de maquinado de los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar, en general, no se predice con exactitud con base solamente en el %E1. y la BHN, aunque el %E1. y la BHN del artículo de hierro colado austemperizado y maquinable en general sugiere una capacidad de maquinado relativa para el artículo de hierro colado austemperizado y maquinable. Sólo la prueba real puede medir de manera confiable la capacidad de maquinado. La prueba de molienda se realizó en artículos de hierro dúctil uniforme (RDI) de la técnica anterior que tienen una BHN de 277 BHN, artículos de hierro dúctil sometidos a austemperización uniformes (ADI). de la técnica anterior que tienen una BHN de 311 BHN, y los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar ( ADI) del asunto de la invención que tienen una BHN de 302 BHN. Se usó una cortadora de mano derecha KSSR 3.94-SE4-45-5 de Kennametal con un diámetro de 100 mm. Se usaron inserciones KC520 de Kennametal con una preparación ¦ de borde de afilado de 25 micrómetros en la cortadora de mano derecha. La cortadora de mano derecha tuvo un ángulo de guía de 45°, una inclinación radial de -5 o y una inclinación axial de 20°. Una profundidad de corte se mantuvo constante a 2.3 mm. Se realizó el corte usando una inserción KC520M de Kennametal para aumentar la velocidad de desgaste y excluir los efectos del cortado no uniforme. Los resultados se las pruebas de molienda se muestran en el Cuadro 7. Cuadro 7 Las pruebas de molienda muestran la capacidad de maquinado , única e inesperada para el MADI del asunto de la invención. Las fuerzas de maquinado se encontraron que aumentaban primero y después disminuían conforme la velocidad de alimentación aumentaba. Las fuerzas de maquinado se han verificado a través de pruebas múltiples. La disminución en las fuerzas de maquinado puede ser debida al comportamiento de endurecimiento de trabajo del MADI. Sin embargo, la capacidad de maquinado del MADI puede explotarse para aumentar la tasa de producción y disminuir el desgaste sobre las herramientas de molienda usadas sobre el MADI. La prueba de perforación se realizó en RDI de la técnica anterior que tiene una BHN de 277 BHN, el ADI de la técnica anterior que tiene una BHN de 311 BHN y MADI del asunto de la invención que tiene una BHN de 302 BHN. Se usaron brocas de grado KC 7210 de Kennametal con un recubrimiento de TiAIN, un ángulo de la punta de 130°, un ángulo de hélice de 30 un ángulo de inclinación de 60° y un espesor del nervio de 1.97 mm. Se usó un dinamómetro de maquinado 9272A de lister para medir el torque y el empuje axial a velocidades de alimentación y velocidades de perforación diferentes . Las señales piezoeléctricas del dinamómetro de maquinado se amplificaron y se usaron los elementos de programación (software) Labview para reunir los datos. Se usó una velocidad de muestreo de 2000 Hz . Los resultados de las pruebas se muestran en el Cuadro 8.

Cuadro 8 Las pruebas de perforación muestran que los valores de empuje axial para el MADI del asunto de la invención aumentaron o se elevaron y después se nivelaron conforme la velocidad de perforación aumentó y la velocidad de alimentación permaneció constante. Los valores de torque aumentaron y después disminuyeron conforme la velocidad de perforación aumentó y la velocidad de alimentación permaneció constante. El MADI se desarrolló mejor a velocidades mayores, lo que indica la conveniencia para las aplicaciones que requieren perforación. Los resultados de la prueba de molienda y trituración para el MADI muestran un mejoramiento en la capacidad de maquinado del MADI sobre el RDI y ADI de la técnica anterior. Las pruebas de fractura ambiental se realizaron para probar la resistencia de los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar a la fractura cuando se exponen a las condiciones ambientales. Los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar a menudo se someten a condiciones ambientales severas. Por ejemplo, los ajustadores de la barra de torsión y los brazos de control inferiores y las piezas de la máquina se someten a menudo a humedad, aceite de fuqas y gasolina de derrames. Cuando se someten a diferentes tasas de deformación, puede haber una tasa elevada de fracturas, en comparación cuando los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar están secos. Así, los artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar deben ser suficientemente resistentes a la fractura ambiental bajo tales condiciones, y son económica y mecánicamente factibles para el uso en las aplicaciones automotrices.

Las pruebas de resistencia a la fractura ambiental se realizaron en muestras de artículos de hierro colado sometidos a austemperización que se pueden maquinar (MADI) del asunto de la invención, que tienen una BHN de 243 BHN, hierro dúctil uniforme (RDI) de la técnica anterior y hierro dúctil austemperizado uniforme (ADI) de la técnica anterior. Las muestras se sometieron a diferentes tipos de fluido, incluyendo agua, aceite fresco de motor, aceite de motor usado y combustible diesel. Las muestras después se sometieron a diferentes tasas de deformación. Las mediciones del E1, UTS e YS se hicieron en las muestras tratadas bajo diferentes condiciones, para determinar qué tan bien las muestras retuvieron sus propiedades. Los resultados de las pruebas se muestran en el Cuadro 9.

Cuadro 9 H20 0.1 12.6 5.5 15.2 77,884 135,577 115,067 47,976 105,151 77,858 ¾0 0.01 13.5 4.6 14.8 75,943 132, 633 112,500 45,514 104,495 73,915 Aceite Nuevo 0.01 9.0 15.9 141,006 113,427 103,933 76,779 Aceite Usado 0.01 11.5 17.2 147, 097 113,403 106,247 76,239 Combus tibie diesel 0.01 10.8 19.5 145,538 113,910 106,745 73, 646 Los resultados de las pruebas para la resistencia a la fractura ambiental muestran que el hierro colado austemperizado y maquinable se desarrolló mejor que el hierro dúctil uniforme austemperizado en términos de la retención del %E1 y ÜTS . El hierro colado austemperizado y maquinable tuvo mejor desempeño que el hierro dúctil uniforme en términos de la retención de UTS e YS . Además, el hierro colado austemperizado y maquinable no mostró pérdida significativa del %E1, ÜTS o YS bajo cualquiera de las pruebas. Asi, el hierro . colado austemperizado y maquinable exhibe resistencia mejorada a las fracturas ambientales sobre el hierro dúctil uniforme y el hierro dúctil uniforme austemperizado. Obviamente, son posibles muchas modificaciones y variaciones de la presente invención desde el punto de vista de las enseñanzas anteriores, La invención puede practicarse de otra manera que como se describe específicamente dentro del alcance de las reivindicaciones anexas .

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un método para fabricar un articulo de hierro colado . austemperizado y maquinable de una composición de hierro . que tiene una microestructura sustancialmente perlitica, que incluye carbono, silicio, níquel, cobre y molibdeno, el método comprende las etapas de: austenitizar la microestructura sustancialmente perlitica en un intervalo de temperatura intercritica de 748.88°C a 815.55°C (1380°F a 1500°F) durante un periodo de por lo menos 10 minutos, para producir una microestructura ferrítica además de austenítica; templar la microestructura ferrítica además de austenítica a una velocidad suficiente para evitar la formación de perlita; someter a austemperización la microestructura ferrítica además de austenítica en un intervalo de temperatura de austemperización de 301.66°C a 398.88°C (575°F a 750°F) durante un periodo de por lo menos 8 minutos para producir una microestructura de una matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita; y enfriar la microestructura de la matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita a temperatura ambiente para producir el artículo de hierro colado austemperizado y maquinable que tiene . resistencia, ductibilidad, capacidad de maquinado, resistencia a la fatiga y resistencia a la fractura ambiental mejoradas.
2. Un método según la reivindicación 1 que comprende además la etapa de fundir la composición de hierro para producir la microestructura sustancialmente perlitica que tiene por lo menos 80% de perlita antes de austenitizar .
3. Un método según la reivindicación 1, en donde la etapa de austenitizar la microestructura sustancialmente perlitica se define además como austenitizar lá microestructura sustancialmente perlifica en un intervalo de temperatura intercritica de 748.88°C a 800°C (1380°F a 1472°F) .
4. Un método según la reivindicación 1, en donde la etapa de austenitizar la microestructura sustancialmente perlitica se define además como austenitizar la microestructura sustancialmente perlitica en un intervalo de temperatura intercritica de 748.88°C a 787.22°C (1380°F a 1449°F) .
5. Un método según la reivindicación 1, en donde la etapa de austenitizar la microestructura sustancialmente perlitica se define además como austenitizar la microestructura sustancialmente perlitica durante un periodo de 10 a 360 minutos.
6. Un método según la reivindicación 1, en donde la etapa de someter a austemperización la microestructura ferritica además de austenítica se define además -como someter a austemperización la microestructura ferritica además de austenítica durante un periodo de 8 a 1440 minutos.
7. Un método según la reivindicación 6,' en donde la etapa de someter a austemperización la microestructura ferritica además de austenítica se define además como someter a austemperización la microestructura ferritica además de austenítica durante un periodo de 60 a 180 minutos.
8. ün método según la reivindicación 1, en donde la etapa de templar la microestructura ferritica además de austenítica se define además como templar la microestructura ferritica además de austenítica en el intervalo de temperatura de austemperización de 301.66°C a 398.88°C (575°F a 750°F) dentro de un periodo de 5 a 180 segundos para evitar la formación de perlita.
9. Un método según la reivindicación 1, en donde la etapa de templar la microestructura ferritica además de austenítica se define además como templar la microestructura ferritica además de austenítica en el intervalo de temperatura de austemperización en un baño de sal .
10. ün método según la reivindicación 9, en donde el baño de sal comprende por lo menos una de las sales de nitrato, sales de nitrito y combinaciones de las mismas .
11. Un método según la reivindicación 1, en donde la etapa de templar la microestructura ferrítica además de austenitica se define además como templar la microestructura ferrítica además de austenitica en el intervalo de temperatura de austemperización en un lecho fluidizado .
12. Un método según la reivindicación 1, en donde la etapa de enfriar la microestructura de la matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita a temperatura ambiente se define además como enfriar la microestructura de la matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita a temperatura ambiente en por lo menos uno de aire, aceite y agua.
13. Un método según la reivindicación 1, en donde el artículo de hierro colado austemperizado y maquinable es un componente de cigüeñal.
14. Un método según la reivindicación 1, en donde el artículo de hierro colado austemperizado y maquinable es un componente de chasis.
15. Un método para fabricar una composición de un artículo de hierro colado austemperizado y maquinable que incluye carbono, silicio, níquel, cobre y molibdeno, el método comprende las etapas de: fundir la composición de hierro a una temperatura mayor de 1,204.44°C (2200°F) ; enfriar la composición de hierro a una temperatura de 537.77°C a 726.66°C (1000°F a 1340°F) ; mantener la composición de hierro a la temperatura de 537.77°C a 726.66°C (1000°F a 1340°F) durante por lo menos 8 segundos para producir una microestructura sustancialmente perlitica; enfriar la composición de hierro a la temperatura ambiente; austenitizar la microestructura sustancialmente perlitica en un intervalo de temperatura intercritica de 748.88°C a 815.55°C (1380°F a 1500°F) durante un periodo de por lo menos 10 minutos, para producir una microestructura ferritica además de austenitica; templar la microestructura ferritica además de austenitica a una velocidad suficiente para evitar la formación de perlita; someter a austemperización la microestructura ferritica además de austenitica en un intervalo de temperatura de austemperización de 301.66°C a 398.88°C (575°F a 750°F) durante un periodo de por lo menos 8 minutos para1* producir una microestructura de una matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita; y enfriar la microestructura de la matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita a temperatura ambiente para producir el articulo de hierro colado austemperizado y maquinable que tiene resistencia, ductibilidad, capacidad de maquinado, resistencia a la fatiga y resistencia a la fractura ambiental mejoradas.
16. Un método según la reivindicación 15, en donde la etapa de austenitizar la microestructura sustancialmente perlítica se define además como austenitizar la microestructura sustancialmente perlitica que tiene por lo menos 80% de perlita en un intervalo de temperatura intercrítica de 748.88°C a 800°C (1380°F a 1472°F) .
17. Un método según la reivindicación 15, en donde la etapa de austenitizar la microestructura sustancialmente perlitica se define además como austenitizar la microestructura sustancialmente perlítica que tiene por lo menos 80% de perlita en un intervalo de temperatura intercrítica de 748.88°C a 787.22°C (1380°F a 1449°F) .
18. Un método según la reivindicación 15, en donde la etapa de austenitizar la microestructura sustancialmente perlítica se define además como austenitizar la microestructura sustancialmente perlítica durante un periodo de 10 a 360 minutos.
19. Un método según la reivindicación 15, en donde la etapa de someter a austemperización la microestructura ferritica además de austenitica se define además como someter a austemperización la microestructura ferrítica además de austenitica durante un periodo de 8 a 1440 minutos.
20. Un método según la reivindicación 19, en donde la etapa de someter a austemperización la microestructura ferrítica además de austenitica se define además como someter a austemperización la microestructura ferrítica además de austenitica durante un periodo de 60 a 180 minutos.
21. Un método según la reivindicación 15, en donde la etapa de templar la microestructura ferrítica además de austenitica se define además como templar la microestructura ferrítica además de austenitica en el intervalo de temperatura de austemperización de 301.66°C a 398.88°C (575°F a 750°F) dentro de un periodo de 5 a 180 segundos para evitar la formación de .perlita.
22. Un método según la reivindicación 15, en donde la etapa de templar la microestructura ferrítica además de austenitica se define además como templar la microestructura ferrítica además de austenitica en el intervalo de temperatura de austemperización en un baño de sal.
23. ün método según la reivindicación 22, en donde el baño de sal comprende por lo menos una de las sales de nitrato, sales de nitrito y combinaciones de las mismas .
24. ün método según la reivindicación 15, en donde la etapa de templar la microestructura ferritica además de austenitica se define además como templar la microestructura ferritica además de austenitica en el intervalo de temperatura de austemperización en un lecho fluidizado.
25. Un método según la reivindicación 15, en-donde la etapa de enfriar la microestructura de la .matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita a temperatura ambiente se define además como enfriar la microestructura de la matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita a temperatura ambiente en por lo menos uno de aire, aceite y agua.
26. ün método según la reivindicación 15, en donde el articulo de hierro colado austemperizado y maquinable es un componente de cigüeñal.
27. Un método según la reivindicación 15, en donde el artículo de hierro colado austemperizado y maquinable es un componente de chasis.
28. ün artículo de hierro colado austemperizado y maquinable, el artículo se fabrica mediante las etapas de : austenitizar la una composición de hierro que tiene una microestructura sustancialmente perlitica en un intervalo de temperatura intercritica de 748.88°C a 815.55°C (1380°F a 1500°F) durante un periodo de por lo menos 10 minutos, para producir una microestructura ferritica además de austenitica; templar la microestructura ferritica además de austenitica a una velocidad suficiente para evitar la formación de perlita; someter a austemperización la microestructura ferritica además de austenitica en un intervalo de temperatura de austemperización de 301.66°C a 398.88°C (575°F a 750 °F) durante un periodo de por lo menos 8 minutos para producir una microestructura de una matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita; y enfriar la microestructura de la matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita a temperatura ambiente para producir el articulo de hierro colado austemperizado y maquinable que tiene resistencia, ductibilidad, capacidad de maquinado, resistencia a la fatiga y resistencia a la fractura ambiental mejoradas.
29. Un articulo de hierro colado austemperizado y maquinable según la reivindicación 28, en donde la microestructura sustancialmente perlitica incluye por lo menos 80% de perlita.
30. ün articulo de hierro colado austemperizado y maquinable según la reivindicación 28 que comprende, en peso, 3.3-3.9% de carbono, 1.90-2.70 de silicio, 0.45-2.05% de níquel, 0.55-1.05% de cobre, 0-0.20% de molibdeno y el resto de hierro.
31. ün artículo de hierro colado austemperizado y maquinable según la reivindicación 30, en donde el artículo tiene una dureza Brinell de entre 180 y 340 BHN.
32. Un artículo de hierro colado austemperizado y maquinable según la reivindicación 31, en donde el artículo tiene un límite elástico de entré 50,000 y 125,000 psi .
33. Un artículo de hierro colado austemperizado y maquinable según la reivindicación 32, en donde el artículo tiene una resistencia a la tensión última de entre 70,000 y 170,000 psi.
34. Un artículo de hierro colado austemperizado y maquinable según la reivindicación 33, en donde el artículo tiene una elongación de entre 14% y 22%.
35. Una ' composición de hierro colado austemperizado y maquinable que comprende, en peso, 3.3-3.9% de carbono, 1.90-2.70 de silicio, 0.45-2.05% de níquel, 0.55-1.05% de cobre, 0-0.20% de molibdeno y el resto de hierro, caracterizada porque la composición tiene una microestructura de una matriz continua de ferrita equiaxial con islotes de austenita, para proporcionar la composición con resistencia, ductibilidad, capacidad de maquinado, resistencia a la fatiga y resistencia a la fractura ambiental mejoradas.
36. Una composición de hierro colado austemperizado y maquinable según la reivindicación 35 que comprende, en peso, 3.7% de carbono, 2.5 de silicio, 1.85% de níquel, 0.85% de cobre, 0.05% de molibdeno y el resto de hierro.