[en] The main objective of this doctoral thesis is to improve and control the metallurgical quality to obtain cast parts of ductile iron. In order to achive this target, it is necessary to consider all the elaboration process of the metal, beginning with the melting of the metallic charge, continuing with the nodulization treatment and finishing with the inoculation. The revision of the state of the art was focused on metallurgical aspects, enumerating different parameters that influence the microstructure formation of ductile iron. Thermal analysis possibilities have been described, in order to evaluate the metallurgical quality of the melt. In the same way, the last publications about increasing the metallurgical quality using conditioners have been examinated. The experimental work was carried out in the factory Victorio Luzuriaga Usurbil S. A. (VLU), therefore in the first stage the different phases of the melt elaboration process were studied using a thermal analysis equipment. It was found that the metallurgical quality in the pouring furnaces was very deficient and that the way the Magnesium treatment was done was affecting in a negative way. Therefore and as a result of the state of the art study, it was decided to introduce a new conditioning phase before the Magnesium treatment. It was decided to use a conditioner in development from FOSECO Company, whose main agent is Barium. After several tests it was fixed a proper procedure to carry on the new phase, adapted to VLU´s facilities, showing higher temperatures of the eutectic reaction in the treatment ladle and in the pouring furnace. In addition, a new conditioner has been developed, based on Barium and Boron, for which a patent request is being transacted. The castings produced with conditioned melt show an increment of nodules numbers, better distribution of them and higher ferrit content. Moreover mechanical properties are affected, losing hardness, decresing tensile strength, and increasing elongation and impact behaviour. During the characterization work, Barium presence inside of the graphite nuclei has been reported and it was also observed that Boron forms carbides around the graphite. In this way it was deduced the manner they contribute to the observed microstructural improvements.

[es] El objetivo principal de esta tesis doctoral consiste en mejorar y controlar la calidad metalúrgica para la obtención de piezas de fundición con grafito esferoidal. Para ello es necesario englobar todo el proceso de elaboración del metal, comenzando con la fusión de la carga metálica, continuando con el tratamiento de nodulización y finalizando con la inoculación. En la revisión bibliográfica realizada se ha incidido en aspectos metalúrgicos, detallando los diferentes parámetros que intervienen en la formación de la microestructura de las fundiciones con grafito esferoidal. Se han analizado también las posibilidades que ofrece el análisis térmico para evaluar la calidad metalúrgica del caldo. Del mismo modo, se ha indagado en las últimas publicaciones realizadas para incrementar la calidad metalúrgica empleando acondicionadores. El trabajo experimental se ha desarrollado en Victorio Luzuriaga Usurbil S. A. (VLU), y en una primera fase se estudiaron las diferentes etapas del proceso de elaboración del metal con la ayuda de un equipo de análisis térmico. Se determinó que la calidad metalúrgica en los hornos de colada era muy deficiente, a lo cual contribuía el modo de realizar el tratamiento de Magnesio. Por lo tanto y como resultado del análisis del estado del arte, se decidió tratar de mejorar la calidad metalúrgica introducciendo una nueva etapa de acondicionado antes del tratamiento de Magnesio. Se decidió emplear un acondicionador en fase de desarrollo de la firma FOSECO, cuyo agente principal es el Bario. Tras varios ensayos se estableció un procedimiento para la realización adecuada de esta nueva etapa, adaptándola a las instalaciones de VLU, observándose un incremento considerable de las temperaturas a las cuales transcurre la reacción eutéctica tanto en la cuchara de tratamiento como en el horno de colada. A partir de la experiencia obtenida, se ha desarrollado un nuevo acondicionador en base a Bario y Boro, para el cual se está tramitando la solicitud de una patente. Las piezas fundidas con el caldo acondicionado presentan un incremento del número de nódulos, mejor distribución de los mismos y una mayor ferritización de la matriz. Estos hechos se traducen en la pérdida de dureza, menor resistencia en el ensayo de tracción y en el incremento considerable del alargamiento y del comportamiento al impacto. Durante el trabajo de caracterización realizado se ha observado que el Bario está presente en los gérmenes sobre los que precipita el Carbono formando grafito esferoidal y que el Boro, forma carburos alrededor de los mismos, deduciéndose así el modo con el cual ambos contribuyen a las mejoras microestructurales observadas.