Ferro Fundido - Grupo 8 CMAT

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Ferro Fundido
Gabriel Andrey – 20211106022
Gabriel Cintra – 20211103223
Igor Salles – 20151110505
Julia Monteiro – 20211107272
Samuel pereira – 20191109802
Classificação do Ferro Fundido 
Termo genérico utilizado para as ligas Ferro-Carbono nas quais o conteúdo de carbono excede o seu limite de
solubilidade na austenita na temperatura do eutético.
Contém no mínimo 2% de carbono, mais silício (entre 1 e 3 %) e enxofre, podendo ou não haver outros elementos de
liga.
Os ferros fundidos apresentam uma extensa gama de resistências mecânicas e de durezas, sendo, na maioria dos
casos, de fácil usinagem.
Pela da adição de elementos de liga é possível se obter excelente resistência ao desgaste, à abrasão e à corrosão. A
resistência ao impacto e a ductilidade são relativamente baixas, limitando sua utilização em algumas aplicações.
Sua composição os torna excelente para fundição.
A fabricação dos fofos é superior a de qualquer outro metal fundido (exceção os lingotes de aço).
De acordo com a composição química e com a distribuição de carbono na sua microestrutura, os ferros fundidos podem
ser classificados em quatro grandes categorias:
Branco, Cinzento, Maleável, Nodular (dúctil)
Ferro Fundido Branco
Formado por uma taxa de resfriamento mais alta e é utilizado em peças em que se necessite elevada resistência à abrasão,
alta dureza e baixa ductilidade.
Este tipo de ferro fundido não possui grafita livre em sua microestrutura. Neste caso o carbono encontra-se combinado com
o ferro (em forma de cementita), resultando em elevada dureza e elevada resistência a abrasão, praticamente não podendo
ser usinado. A peça deve ser fundida diretamente em suas formas finais ou muito próximo delas, a fim de que possa ser
usinada por processos de abrasão com pouca remoção de material. É utilizado na fabricação de equipamentos para
a moagem de minérios, pás de escavadeiras e outros componentes similares.
Sua utilização se dá para a fabricação de equipamentos para a moagem de minérios, pás de escavadeiras e outros
componentes similares.
O ferro fundido branco é dividido em hipoeutéticos, eutéticos e hipereutéticos, de acordo com a porcentagem de carbono
equivalente.
Ferro Fundido Cinzento
Dentre os tipos de ferros fundidos, o cinzento é o mais comum, devido às suas características, dentre elas podemos citar:
- Baixo custo: em geral é fabricado a partir de sucata;
- Elevada usinabilidade: graças à presença de grafita livre em sua microestrutura;
- Alta fluidez na fundição: que permite a fundição de peças com paredes finas e complexas;
- Facilidade de fabricação: já que não exige equipamentos complexos para controle de fusão e solidificação.
A utilização desse tipo de material se dá em larga escala pela indústria de máquinas e equipamentos, indústria automobilística,
ferroviária, naval e outras. Também presente em veios de tipos de matriz metálica (variações nos teores de perlita e cementita).
Podem ser submetidos a tratamentos térmicos para endurecimento localizado, porém, geralmente são utilizados principalmente no
estado bruto de fundição, podendo ainda ser normalizado ou recozido, por tratamento térmico.
Ferro Fundido Nodular
Nessa classe de ferro fundido, o carbono (grafite) junto com cementita e outros que permanece livre na matriz metálica,
porém em forma solida e de visualidade circular. Este formato do grafite faz com que a ductilidade seja superior, dando
características aos materiais que o aproximam do aço. Tendo características como:
- Boa usinabilidade;
- Razoável estabilidade dimensional;
- O custo é ligeiramente maior quando comparado ao ferro fundido cinzento, devido às estreitas faixas de composição
químicas utilizadas para este material.
A utilização desse material se dá na indústria para a confecção de peças que necessitem de maior resistência a impacto em
relação aos ferros fundidos cinzentos, além de maior resistência à tração e resistência ao escoamento, característica que os
ferros fundidos cinzentos comuns não possuem à temperatura ambiente.
Lembrando sempre que uma de nossas especialidades são as conexões em ferro galvanizado. Temo cruzetas, buchas,
niples, flanges, luvas, cotovelos de redução, cotovelos 90º fêmea/ fêmea tipo 90 de classes BSP e muitas outras opções
feitas especificamente com o ferro maleável galvanizado.
Ferro Fundido Maleável
A obtenção é feita a partir do ferro fundido branco e um tratamento térmico chamado maleabilização ou grafitização, a peça
do ferro branco fica submetido a uma temperatura de 900° a 1000° durante 30 horas , quando os carbonetos de ferro (Fe3C)
transformam-se em grafita (nódulos de carbono).
O modo de resfriamento após o tempo de encharque para grafitização é que determinará a matriz da microestrutura formada
por nódulos de carbono revenido, como segue:
Fofo Maleável Ferrítico: resfriamento rápido até 740ºC a 760ºC, seguido de resfriamento lento.
Fofo Maleável Perlítico: resfriamento lento até 870ºC seguido de resfriamento ao ar
Fofo Maleável Martensítico Revenido: resfriamento em forno até a temperatura de tempera de 845 a 870ºC, mantendo-se
15 a 30 minutos para homogenização, resfriandose em seguida em banho de óleo agitado para obtenção de uma matriz
martensítica.
Aplicações: conexão para tubulações, sapatas de freios, caixas de engrenagens, cubos de rodas, bielas, alças de caixões
etc.
Composição do Ferro fundido
Os ferros fundidos são ligas que contêm basicamente ferro, carbono e silício e que 
se caracterizam por apresentarem reação eutética durante a solidificação. Para a 
caracterização dos ferros fundidos, é necessário considerar os diagramas de fases 
metaestável Fe-Fe3C e estável Fe-C. Com base no diagrama metaestável, os 
ferros fundidos são definidos como ligas de ferro e carbono, em que a 
concentração de carbono encontra-se acima de 2% aproximadamente.
Por outro lado, considerando o diagrama de fases estável, onde o carbono se 
apresenta em grande quantidade na forma de grafita, Chiaverini atribui aos ferros 
fundidos a seguinte definição: “Ferro fundido é a liga de Fe-C-Si, com teores de 
carbono geralmente acima de 2%, em quantidade superior à que se é retida em 
solução sólida na austenita, de modo a resultar carbono parcialmente livre, na 
forma de veios ou lamelas de grafita. Em ambos os casos, ainda é constante a 
presença dos elementos manganês, fósforo e enxofre nas ligas de ferro fundido, 
sendo os dois últimos considerados impurezas”. 
Composição do Ferro fundido
Os ferros fundidos possuem como elementos estruturais a ferrita, perlita,
cementita, ledeburita transformada e a grafita. Podem apresentar também a
steadita, considerado um componente indesejável. O mais importante é a grafita,
por ser o componente que determina fundamentalmente as características
mecânicas dos ferros fundidos cinzentos. São dois os fatores preponderantes na
determinação da estrutura do ferro fundido: composição química e velocidade de
resfriamento . A maior influência relacionada à composição química é dada pela
presença do silício e do carbono. O carbono determina a quantidade de grafita que
se pode formar e o silício é essencialmente o elemento grafitizante, favorecendo a
decomposição do carboneto de ferro. Sua presença independentemente do teor
de carbono, pode fazer um ferro fundido tender para o cinzento ou para o branco.
Composição do Ferro fundido
A ASTM e a AFS classificam o aspecto e a forma de apresentação da grafita em cinco tipos.
A – Irregular desorientada;
B – Em roseta; 
C – Desigual e irregular;
D – Interdendrítica desorientada;
E – Interdendrítica orientada.
PROCESSAMENTO
Fabricação de roldanas; dutos, cunhas de fricção; placas e 
suportes
Processo de obtenção:
Projeto e confecção do modelo;
Confecção dos moldes e macho; 
Vazamento de metal líquido;
Solidificação;
Desmoldagem e recuperação da areia; 
Acabamento;
Tratamento térmico;
Esferoidização
Projeto e confecção do modelo
O processo de confecção do modelo consiste em construir uma réplicada peça que se deseja obter, via fundição.
Essa réplica tem finalidade de imprimir as dimensões da peça no molde de fundição. Os modelos podem ser
fabricados de madeira, metais (alumínio e aço), resinas, poliestireno expandido e a cera.
Confecção dos moldes e macho
Na confecção do molde e do macho, são utilizadas como matéria-prima a areia de base, os ligantes e produtos de
adição. A escolha da matéria-prima possui influência direta nas propriedades do molde e do macho gerando facilidade
no processo de desmoldagem, no processo de confecção e no comportamento inerte em relação ao vazamento. Esse
processo consiste em construir o molde, na qual será derramado o metal líquido, molde esse que geralmente é usado
com areia verde.
Vazamento do metal líquido
Consiste no transporte do metal já tratado, para peças pequenas geralmente são feitas de maneira manual. Altas
temperaturas devem ser controladas para não gerar superaquecimento do metal e prejudicar o molde.
. 
Solidificação
Para os ferros fundidos nodulares, inicia-se com a formação de dentritas de austenita relativamente pobres em
carbono. A medida que a temperatura diminui, o líquido residual torna-se mais rico em carbono e silício que são
rejeitados a proporção que a austenita cresce. Após um determinado resfriamento abaixo da temperatura os nódulos
de grafita começam a se formar.
Para se obter os ferros fundidos nodulares de elevada resistência mecânica no estado bruto de fusão, utilizam-se
normalmente elementos de ligas perlitizantes, tais como o manganês, níquel, estanho ou cobre.
Desmoldagem e recuperação da areia
A desmoldagem consiste na separação da peça da areia do molde. A partir da desmoldagem, separa-se a areia do 
fundido que será repassada ao processo de recuperação. As máquinas de desmolde baseiam-se em elementos 
vibratórios de impactos para separação da areia.
Acabamento
Nesta etapa, a peça passa por um processo de acabamento para corrigir pequenos detalhes pós desmoldagem.
Tratamento térmico
Quatro tratamentos térmicos usuais empregados para os aços e ferros fundidos incluem alívio de tensões, pelo
recozimento, normalização e efereoidização. Esses tratamentos são usados para eliminar os efeitos do trabalho a frio,
controlar o endurecimento por dispersão ou ainda melhorar a usinabilidade. Durante o aquecimento os átomos
aumentam sua frequência e amplitude de vibração e para muitas aplicações, a expansão térmica tem importância
crucial.
Esferoidização:
O ferro de base recebe um tratamento que consiste em introduzir nele um elemento capaz de manter o resfriamento 
durante certo tempo que é nomeado de tratamento de esferoidização. A inoculação é o elemento grafitizante, afim de 
promover a grafitização e, dessa forma, diminuir a tendência ao coquilhamento.
Propriedades do Ferro Fundido
Possuem baixo ponto de fusão utilizando menos energia em fornos e sua modelação é facilitada, além de
preencher totalmente os vazios intrincados dos moldes. Essas características conduzem a um material barato e
de versatilidade considerável para fins de projeto e produto.
Ferro Fundido Branco Ferro Fundido Cinzento Ferro Fundido Nodular
Ferro Fundido Maleável
PROPRIEDADES 
- Grande resistência ao desgaste 
(cementita) 
- Extremamente frágil 
- Não pode ser usinado 
- Soldagem praticamente impossível
PROPRIEDADES 
- Elevada fluidez=>peças complicadas
- Boa usinabilidade (flocos)
- Grande resist. ao desgaste (grafita)
- Excelente amortecedor de vibrações
- Bom à comp., mau à tração (frágil)
- Soldabilidade difícil
- Baixo custo (mais barato)
PROPRIEDADES
- Boa resistência mecânica à tração
- Ductilidade e resiliência
- Resistência à compressão
PROPRIEDADES
- Alta resistência mecânica
- Maior ductilidade e resiliência em relação 
ao ferro fundido branco
- Boa resistência à compressão, fluidez no 
estado liquido o que permite a produção de 
peças complexas e finas.
Aplicações do ferro fundido 
• Bastante utilizado atualmente pelas industrias , o ferro fundido e composto por elementos a base de carbono e silício . o
ferro fundido e empregado por diversas industrias devido ao seu baixo custo de produção e também pelo fato de
algumas características únicas com fundibilidade , propriedade de usinagem e melhor resistência ao desgaste .
Para fala das aplicações do ferro fundido terei que enumerá-los pois não há só um tipo de ferro fundido.
• O ferro fundido nodular e o que contem melhor resistência, tenacidade e ductibilidade , essas suas características que se
aproximam do aço com isso também elevam o custo da produção do produto .
O ferro fundido nodular e muito utilizado na fabricação de roldanas , dutos, cunha de fricção , placas , mancais e suporte.
Exemplo de ferro fundido nodular em um mancal.
• Ferro fundido cinzento e o mais utilizado pelo baixo custo na produção da sua fabricação , além de também poder utilizar
sucata na sua fabricação.
Ele tem boa usinabilidade e capacidade de amortecer altas vibrações , a sua aplicação e dada em larga escala pelas
industrias automobilísticas , ferroviária e naval . Alguns exemplos de sua aplicação e em componentes como disco de freio ,
blocos de motores e carcaça de maquinas industrias.
Exemplo de ferro fundido cinzento em um disco de freio .
• Ferro fundido branco tem uma aplicação menor doque as dos outros ferro fundido pois ele tem uma taxa de resfriamento
muito alto e também e muito frágil .
As suas aplicações são em pecas que precisem de uma alta resistência a abrasão, dureza e baixa ductibilidade; tambor
utilizado em rotores de corpo de bomba , placas de desgaste, placas de revestimento, martelos e palhetas.
• Exemplo de ferro fundido branco no martelo .
• Ferro fundido maleável ele tem alta resistência mecânica, maior ductibilidade e resiliência em relação ao ferro fundido 
branco , ele tem boa resistência a compressão , fluidez no estado liquido o que permite a produção de pecas finas e 
complexas .
As suas aplicações são em conexões para tubulações , sapatas de freios , caixas de engrenagens , cubos de rodas, 
bielas .
• Exemplos de ferro fundido maleável em bielas .
Referências
COLPAERT, H. – Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns, 3a edição, Cp 5, 1974.
HUNNICUTT, H.A. – Fundição – ABM – 12a edição, 1981.
CHIAVERINI, V. – Aços de Ferros Fundidos, 7a edição, 1996
Artigo “As aplicações do Ferro Fundido (29/11/2020)”, site: https://serferacos.com.br/as-aplicacoes-
do-ferro-fundido/
https://monografias.brasilescola.uol.com.br/engenharia/ferro-fundido-cinzento-nodular-propriedades-
processos-impactos.htm#indice_14
http://www.uezo.rj.gov.br/tccs/capi/AlexandreFrancklin.pdf
https://serferacos.com.br/as-aplicacoes-do-ferro-fundido/
https://monografias.brasilescola.uol.com.br/engenharia/ferro-fundido-cinzento-nodular-propriedades-processos-impactos.htm#indice_14
http://www.uezo.rj.gov.br/tccs/capi/AlexandreFrancklin.pdf