El diagrama Fe-C (Figura 1) es un diagrama de equilibrio estable, porque todas las fases que en él aparecen son verdaderamente de equilibrio, esto es, de equilibrio estable. El enfriamiento lento de una aleación de hierro y carbono es uno de los modos mediante el cual se promueve la grafitización (esto es, la formación de grafito en lugar de cementita). Por tanto, en el caso de que se realicen enfriamientos lentos y/o si los contenidos de carbono son muy altos, el material tiende a evolucionar según el diagrama estable Fe-C (línea continua en Figura 1), y aparecerán las fases estables ferrita (α) y carbono (grafito, C(gr)). Si el enfriamiento se realiza a mayores ritmos, la tendencia es a evolucionar según el diagrama metaestable Fe-Fe3C (líneas azules discontinuas en Figura 1), con lo cual se formará, preferentemente, cementita en lugar de grafito.
La tendencia a la formación de grafito en lugar de cementita no sólo se ve favorecida por los enfriamientos lentos y el mayor contenido de carbono, sino también por: (1) altos contenidos de silicio (también de níquel y fósforo), (2) exposición prolongada a altas temperaturas, y (3) ausencia de elementos formadores de carburos, como el Cr, el Mo, etc.
Todos estos aspectos hacen que las fundiciones presenten un variadísimo repertorio de microestructuras, en función de las cuales se clasifican. Para el estudio de estas microestructuras, resulta muy útil dividir el diagrama Fe-C en tres regiones (marcadas como I, II y III en la Figura 2). Los ritmos de enfriamiento entre las diferentes zonas, favorecerán o no la aparición de grafito, cementita e incluso martensita (en el caso de enfriamientos muy severos) condicionando la microestructura de la fundición y el tipo entre las que se clasifica.
Tal y como se muestra en el esquema de la Figura 3, hay cuatro tipos principales de fundiciones: blancas, maleables, grises y nodulares. En dicho esquema se indica la morfología del grafito, en caso de que aparezca, el diagrama de fases aplicable, y el ritmo de enfriamiento que es necesario aplicar en cada región para obtenerla. En los siguientes apartados analizaremos cada una de ellas, haciendo hincapié en sus características microestructurales, que son las que determinan sus propiedades macroscópicas y permiten identificarlas sin error.
