El presente proyecto consiste en desarrollar dos etapas esenciales que son Primera: fabricación del hierro nodular base para el tratamiento CADI En esta etapa se fabrica el hierro nodular base con al menos del 20 % de Fe3C en horno de inducción, este hierro será utilizado en la segunda etapa del proyecto. Para la fabricación del hierro base se controlan las condiciones de manufactura en las fases de fusión y colada. En la fase de fusión se establecen los parámetros de fabricación que son: la composición química del hierro nodular base (3.5-3.8 % C, 2.20-2.70 % Si, 1 % Mn, 0.05 %P max., 0.015 % S max.), la cantidad de nodulizante (0.035 % residual), la cantidad de elementos aleantes para blanquear el hierro nodular (1-2 % Cu y 2-3 % Cr) y el nivel de inoculación (máximo de 0.01 % Si). En la fase de colada la temperatura de colada será entre 1300 y 1350 C, la velocidad de enfriamiento de la piezas será determinada por su espesor entre 0.75 y 2.0 cm). Condiciones que afectarán la fracción formada de carburo de hierro (Fe3C) estable. Las piezas obtenidas en molde de arena en verde (proceso usual en la industria) serán sometidas a caracterización metalográfica para evaluar la calidad microestructural del hierro nodular y cuantificar la fracción de carburo precipitado aplicando métodos de procesamiento de imágenes digitales. En la segunda etapa, piezas de 10X3X(2 y 0.75) cm. del hierro nodular con carburos serán sometidas al tratamiento térmico de austemperizado. El tratamiento térmico contempla dos fases, en la primera fase se austenizarán a 900 C, durante un tiempo aproximado de 30-45 minutos. Posteriormente son extraídas e introducidas a un baño isotérmico, en donde serán mantenidas por un tiempo entre 30 y 45 min, con el propósito de obtener una estructura ausferrítica con carburos sin disolver (mantener al menos el 15 % de carburos). Las piezas serán caracterizadas metalograficamente para relacionarlas con las propiedades mecánicas obtenidas a partir de probetas estándar para los ensayos de: impacto, desgaste, tensión y dureza. Los hierros CADI o hierros austemperizados con carburos son una derivación de investigación y desarrollo muy reciente de los hierros ADI o hierros nodulares austemperizados (Austempered Ductile Iron), los cuales están teniendo un significativo desarrollo para potenciales aplicaciones de alta demanda al desgaste y tenacidad como lo son componentes para la industria minera (bolas para molienda de minerales, componentes para molinos y bandas transportadoras, componentes para tractores y maquinaria, etc.), industria de construcción de carreteras (para tractores y equipo), industria agrícola (componentes para tractores y equipos de arado), etc. Las propiedades adquiridas los hacen susceptibles de sustituir piezas de acero, con dos ventajas un menor costo y un menor peso de pieza.

Las contribuciones principales de este proyecto que esta enfocado al desarrollo e incremento en propiedades de desgaste–tenacidad, de materiales tradicionales (hierro nodular) mediante el control microestructural combinando el proceso de fusión con el tratamiento térmico serían las siguientes: 1. Obtener por fundición un hierro nodular base con la fracción adecuada de carburos (Fe3C) y la suficiente estables para poder aplicar el tratamiento de austemperizado, sin la disolución de carburos y la formación de una matriz ausferrítica. 2. Determinar las condiciones de tratamiento de austemperizado -tratamiento de austenización y tratamiento isotérmico- para obtener matriz de ausferríta. 3. Evaluar el potencial de aplicación de los hierros CADI (Carbide Austempered Ductile Iron) en sustitución de piezas de acero. 4. Desarrollar un nuevo material con costos menores al acero, que tenga un balance adecuado entre resistencia al desgaste y tenacidad. 5. Contribuir al desarrollo emergente de materiales mediante investigación de punta aplicada a materiales tradicionales que están cayendo en deshuso.