Fundición de Hierro vs Acero Moldeado: Diferencias, Cómo Distinguirlos, Cuál Elegir
Lo único que separa el hierro fundido del acero moldeado es el contenido de carbono — y esa sola diferencia cambia por completo la tenacidad, la soldabilidad y el coste. Diferencias, pruebas de identificación y guía de elección.
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¿Qué son la fundición de hierro y el acero moldeado?
Ambos son aleaciones hierro-carbono, ambos fundidos y colados en moldes. La única diferencia decisiva es el contenido de carbono — y transforma por completo el carácter de los materiales:
- Fundición de hierro: carbono por encima del 2,1 % (en la práctica 2,5–4,0 %). El carbono en exceso no queda disuelto y se separa como grafito libre.
- Acero moldeado: carbono por debajo del 2,1 % (típicamente ≤0,30 % en aceros moldeados estructurales). Todo el carbono queda disuelto; no hay grafito libre.
En resumen: grafito libre = fundición; sin grafito = acero moldeado. Por eso exactamente la fundición es frágil y el acero moldeado es tenaz — las láminas de grafito actúan como microgrietas distribuidas en el material.
No confundir: el arrabio es el producto intermedio bruto del alto horno; la fundición es el producto acabado obtenido refundiendo y colando el arrabio.
Contenido de carbono y composición
| Elemento | Fundición gris | Nodular (esferoidal) | Acero moldeado (al carbono) |
|---|---|---|---|
| Carbono (C) | 2,5–4,0 | 3,2–3,8 | ≤ 0,30 |
| Silicio (Si) | 1,0–3,0 | 1,8–2,8 | ≤ 0,60 |
| Manganeso (Mn) | 0,4–1,0 | 0,1–0,5 | 0,5–1,0 |
| Grafito libre | Laminar | Esferoidal | Ninguno |
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Propiedades mecánicas
| Propiedad | Fundición gris (EN-GJL-250) | Nodular (EN-GJS-400-15) | Acero moldeado (≈A216 WCB) |
|---|---|---|---|
| Resistencia a tracción (Rm) | 250–350 MPa | ≥ 400 MPa | 485–655 MPa |
| Límite elástico (Rp0,2) | Sin límite nítido | ≥ 250 MPa | ≥ 250 MPa |
| Alargamiento (A) | < 1 % | ≥ 15 % | ≥ 22 % |
| Dureza | 180–220 HB | 130–180 HB | 130–190 HB |
| Resiliencia | Muy baja | Media | Alta |
| Amortiguación de vibraciones | Excelente | Buena | Pobre |
| Densidad | ~7,1–7,2 g/cm³ | ~7,1 g/cm³ | ~7,8 g/cm³ |
El verdadero mensaje de la tabla es la columna de alargamiento: la fundición gris se alarga menos del 1 % — rompe sin avisar. El acero moldeado se alarga un 22 %; se deforma antes de romper y da tiempo. Esa sola razón es por la que las piezas críticas de seguridad se hacen de acero moldeado.
Para convertir la dureza entre HB/HRC/Rm usa el Conversor de dureza.
Comportamiento en fundición y fabricación
El carbono gobierna no solo la resistencia sino también el comportamiento en la fundición:
| Fundición | Acero moldeado | |
|---|---|---|
| Temperatura de colada | ~1350–1450 °C | ~1550–1650 °C |
| Colabilidad (secciones finas) | Excelente | Pobre |
| Contracción de solidificación | Baja (el grafito se expande) | Alta — mazarotas imprescindibles |
| Maquinabilidad | Excelente (el grafito lubrica) | Media |
| Soldabilidad | Pobre | Buena |
| Coste relativo | Bajo | Alto |
La fundición es la amiga del fundidor: funde más frío, llena paredes finas, contrae poco y se mecaniza con facilidad. El acero moldeado es más resistente — pero cobra en cada paso.
¿Cómo distinguirlos? (en el taller, en un minuto)
- Prueba de viruta (la más fiable): Saca una viruta con lima o broca. La fundición da virutas pulverulentas, desmenuzables (por el grafito). El acero moldeado da virutas continuas, enrolladas.
- Prueba de chispa: En la muela, la fundición lanza chispas cortas, rojizas y apagadas con ramificaciones finas y densas. El acero moldeado lanza haces más largos, amarillo-blanco vivo y más rectos.
- Prueba de sonido: Golpea con martillo. El acero repica. La fundición gris da un "toc" sordo y apagado — prueba directa de la excelente amortiguación que la hace el material de las bancadas de máquina.
- Superficie de fractura: La fundición gris rompe gris mate y granular. El acero rompe brillante y fibroso/sedoso.
- Densidad: Fundición ~7,1 g/cm³ vs acero ~7,8 g/cm³ — a igual volumen, el acero pesa notablemente más. Calcula con la herramienta Densidad del acero.
⚠️ La prueba del imán NO funciona. Tanto la fundición como el acero moldeado al carbono son ferromagnéticos; un imán atrae ambos. El magnetismo no sirve para distinguirlos.
Soldar fundición de hierro a acero
Un trabajo común, a menudo mal hecho. Es posible — pero no con un electrodo de acero corriente. La zona soldada se convierte en fundición blanca dura y frágil (carburo) y se agrieta.
El método correcto:
- Usa un electrodo níquel-hierro (ENiFe-CI); el níquel tolera el carbono y evita los carburos frágiles.
- Precalienta a 200–300 °C y enfría lentamente (en ceniza o bajo manta).
- Haz cordones cortos y deja enfriar entre ellos — el bajo aporte térmico es esencial.
- Martillea (peening) el cordón en caliente para relajar tensiones; la mayoría de las grietas viene de la contracción.
Si la unión soporta carga crítica: considera una conexión atornillada/mecánica. Soldar fundición es una técnica de reparación, no una solución de diseño.
¿Cuál elegir?
Elige fundición si:
- La pieza trabaja a compresión (bancadas, guías, bloques de motor)
- Importa la amortiguación de vibraciones (máquinas herramienta — algo que el acero no hace)
- La geometría es compleja y de pared fina (ventaja de colabilidad)
- Se requieren resistencia al desgaste y fácil mecanizado
- El coste es la restricción principal
Elige acero moldeado si:
- La pieza sufre cargas de impacto, tracción o dinámicas
- Es crítica para la seguridad — debe deformarse antes de romper (grúas, ferrocarril, piezas a presión)
- Se necesita construcción soldada o reparación por soldadura
- Se exige tenacidad a baja temperatura (la fundición se vuelve aún más frágil en frío)
- La pieza se tratará térmicamente después
La fundición nodular (EN-GJS) es el término medio: la colabilidad y el coste de la fundición más una ductilidad notable (15 % de alargamiento). Por eso domina en cigüeñales, carcasas de caja de cambios, tubería a presión y accesorios. Lo que convierte el grafito de láminas en esferas son los nodulizantes FeSiMg e inoculantes añadidos en la colada.
Aplicaciones
| Sector | Fundición | Acero moldeado |
|---|---|---|
| Maquinaria | Bancadas, guías, volantes | Engranajes, acoplamientos, piezas de carga alta |
| Automoción | Bloques de motor, discos de freno, camisas | Componentes de suspensión, ejes |
| Energía / válvulas | Cuerpos (baja presión) | Cuerpos de válvula, piezas de alta presión |
| Infraestructura | Tubos de alcantarillado, tapas de registro, tubo dúctil | Herrajes ferroviarios, piezas de grúa |
| Industria de fundición | Gama fundición gris/nodular | Piezas de acero moldeado, bolas de molienda |
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