Las fundiciones de hierro con grafito esferoidal (FGE) ferrítica es un material compuesto por nódulos de grafito embebidos en una matriz metálica ferrítica, usualmente utilizado cuando se requieren valores de ductilidad, impacto y resistencia a la tracción equivalentes a las de un acero de bajo carbono[1]. A pesar de que las FGE se han desarrollado desde 1948, el entendimiento sobre la secuencia y ocurrencia de los mecanismos de daño asociados al proceso de fractura siguen siendo motivos de discusión. En este contexto, la mecánica computacional ha surgido como un instrumento poderoso para mejorar la comprensión de los efectos de las variables microestructurales sobre el comportamiento mecánico e incluso, ha brindado herramientas para ser utilizadas a modo de “laboratorios virtuales”, con el fin de caracterizar parámetros bajo condiciones difícilmente reproducibles en forma experimental. Sin embargo, el uso de modelos computacionales para predecir la respuesta mecánica en FGE resulta aún limitado [2,3].

En este trabajo, se presenta un análisis multi-escala que involucra elasticidad lineal y etapas tempranas de daño. Se consideran mecanismos de daño de decohesión nódulo-matriz y plasticidad localizada en la matriz. El cálculo de homogeneización se realiza utilizando la parte estable de una novedosa Formulación Multi-escala Orientada a Falla [4], implementada en un esquema de elementos finitos con interfaces cohesivas para modelar la decohesion de nódulos. A su vez, los análisis teóricos y numéricos se comparan con datos experimentales y observaciones en ambas escalas, micro y macro. En la micro-escala, se utilizan técnicas experimentales  para caracterizar la geometría y las propiedades mecánicas de los micro-constituyentes y para identificar y controlar los mecanismos de daño; mientras que en la macro-escala, los modelos numéricos se validan por medio de la respuesta tensión vs deformación.

Los resultados permiten correlacionar la complejidad intrínseca del proceso de daño microestructural con la respuesta macroscópica del material.