Aula 9 - acos e ferrros fundidos

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Introdução:
Aços e Ferros Fundidos
Prof. Jomar Berton Junior
E-mail: jomar.junior@ifpr.edu.br
Introdução
A fabricação de ferro teve início cerca de 2000 a.C., tendo sido a Idade do
Ferro plenamente estabelecida por volta de 1000 a.C. Neste período a tecnologia
da fabricação do ferro espalhou-se pelo mundo. Em, aproximadamente, 500
a.C. chegou às fronteiras orientais da Europa e por volta de 400 a.C. chegou
à China. Os minérios de ferro eram encontrados em abundância na natureza,
assim como o carvão.
Atualmente a maior quantidade de matéria prima para produção de aço é a sucata
proveniente dos resíduos de fabricação industrial.
Aço
O aço é uma liga de ferro (Fe) e Carbono (C), na qual a quantidade de carbono
varia de 0,008 a 2,11%. O carbono é o elemento que dá a dureza ao aço, quanto
mais carbono, maior será a dureza do material.
Aço
Características básicas do aço:
• Tem cor acinzentada;
• Temperatura de fusão próxima de 1200 ºC;
• Maleável e dúctil;
• Dependendo da quantidade de carbono possibilita tratamento térmico.
Ou seja, apresenta propriedades importantes para processos de fabricação mecânica, estes processos
podem ser:
• Forjamento;
• Trefilação;
• Laminação;
• Dobragem;
• Soldagem;
• Usinagem;
• Etc.
Fabricação do Aço
Fabricação do Ferro Gusa
O ferro Gusa é a primeira transformação do metal. É fabricado em um alto forno, que tem sua temperatura
na casa dos 1600°C, onde se faz a fusão de minério de ferro com, carvão coque ou vegetal e calcário.
Fabricação do Aço
Fabricação do Aço
• A partir do ferro gusa, é possível criar outros tipos de metais:
• Aço: é uma liga (mistura) de ferro gusa com carbono;
• Aços liga: é a liga de aço com outros metais ou não metais;
• Fero Fundido: é a liga de ferro gusa e sucatas.
Fabricação do Aço
Fabricação do Aço
Aços
Aço carbono comum
Contém:
• Ferro (elemento básico);
• Carbono (elemento determinante principal);
• Manganês (dependendo da quantidade de carbono, torna o aço dúctil ou mais duro);
• Silício (torna o aço mais duro e tenaz);
• Fósforo e enxofre (impurezas).
Aços
Aços Doces ou de Baixo Carbono: Contém no máximo 0,30% de
carbono, com isto, contém baixa resistência a dureza, mas alta
tenacidade e ductilidade. É principalmente utilizado na fabricação de
chapas automobilísticas, placas para produção de tubos, construção
civil, etc.
Aços meio-duro ou Aço Médio Carbono: Contém de 0,30 a 0,50% de
carbono, com isto, maior resistência e dureza e menor tenacidade e
ductibilidade que no baixo carbono. É usado na fabricação de
virabrequins, engrenagens e outras peças para máquinas.
Aços
Aço duro ou de Alto Carbono: Contém de 0,60 a 1,40 % de carbono,
isto lhe dá maior resistência e dureza, porém, apresenta menos
ductibilidade entre os aços carbonos. É aplicado em talhadeiras,
martelos, facas e folhas de serrotes.
• Sua soldagem é mais difícil do que a efetuada em aços de baixo e
médio carbono, devido à maior probabilidade de ocorrer trincas a
frio.
• Assim, são utilizados principalmente em ferramentas e instrumentos
de medição.
Aços
Aço Liga
• Contém, além de ferro e carbono, elementos de liga em quantidade
que possibilitam promover mudanças na estrutura física e mecânica
do metal, permitindo ao material desempenhar funções específicas.
• A introdução de elementos de liga é feita quando se quer alcançar
efeitos específicos de aços como, diminuir peso, aumentar dureza,
aumentar a resistência mecânica, conferir resistência à corrosão e
também ao calor, entre outras propriedades.
Aços
Aço Liga
Alguns elementos de liga que são adicionados ao aço:
• Cromo: Aumenta a resistência à corrosão e oxidação;
• Tungstênio: Aumenta a resistência à temperatura;
• Molibdênio: Aumenta a resistência à tração;
• Vanádio: Aumenta a resistência a fadiga.
Aços
Aço Liga
Aço Liga
Aço Liga
Aço Liga
A principal característica é com base na porcentagem de carbono.
Dessa forma, os dois últimos números da nomenclatura, representam a
porcentagem de carbono na liga do aço.
Exemplos:
Aço 1020 0,20% de carbono
Aço 4150 0,50% de carbono
Nomenclatura de aços
Nomenclatura 
de aços
Designação Tipos de Aço
SAE AISI/ABNT
10XX 10XX Aços carbono comuns, com máximo 1% Mn
11XX 11XX Aços ressulfurados de corte fácil, alta % S
13XX 13XX Aços manganês com 1,75% Mn
23XX 23XX Aços níquel com 3,5% Ni
25XX 25XX Aços níquel com 5,0% Ni
31XX 31XX Aços níquel-cromo-molibdênio com 1,25% de Ni e 0,65% de Cr
33XX 33XX Aços níquel-cromo-molibdênio com 3,5% de Ni e 1,55% de Cr
40XX 40XX Aços molibdênio com 0,25% Mo
41XX 41XX Aços cromo-molibdênio com 0,50 a 0,95% Cr e 0,12 a 0,30% Mo
43XX 43XX Aços níquel-cromo-molibdênio com 1,80% Ni, 0,50 a 0,80% Cr e 0,25% Mo
46XX 46XX Aços níquel-molibdênio com 1,80% Ni, 0,50 a 0,80% Cr e 0,25% Mo
47XX 47XX Aços níquel-cromo-molibdênio com 1,05% Ni, 0,45 % Cr e 0,20 a 0,35% Mo
48XX 48XX Aços níquel-molibdênio com 3,5% Ni e 0,25% Mo
50XX 50XX Aços cromo com 0,27 a 0,65% Cr
51XX 51XX Aços cromo com 0,8 a 1,05% Cr
61XX 61XX Aços cromo-vanádio 0.60-0.95% Cr e 0,10 a 0,15% V
86XX 86XX Aços níquel-cromo-molibdênio com 0,55% Ni, 0,5% Cr e 0,20% Mo*
87XX 87XX Aços níquel-cromo-molibdênio com 0,55% Ni, 0,5% Cr e 0,25% Mo
92XX 92XX Aços silício-manganês com 1,4 a 2,0% Si, 0,85 a 0,85% Mn e 0,65% Cr
93XX 93XX Aços níquel-cromo-molibdênio com 3,25% Ni, 1,20% Cr e 0,12% Mo
98XX 98XX Aços níquel-cromo-molibdênio com 1,0 % Ni, 0,80% Cr e 0,25% Mo
• Aço 1020 Aço carbono comum,0,20% de carbono
• Aço 4150 Aço Liga Cromo-Molibdênio, 0,50% de carbono
• Aço 4640 Aços níquel-molibdênio, 0,40% de carbono
Nomenclatura de aços
Aços Estruturais na construção civil
• O número gravado na estrutura das barras de aço representa a
resistência que o aço permite ao escoamento.
• CA-60 apresenta resistência de 60 kgf/mm2 (600 Mpa);
• CA-50 resiste à 50 kgf/mm2 (500 Mpa).
Nomenclatura de aços
• É uma liga de ferro-carbono que contém, comercialmente de 2,4 a
6,67% de carbono. Os ferros fundidos também podem ser
classificados em ligados ou não-ligados. Também são conhecidos
como FoFo.
• Os não ligados constituem-se basicamente de ligas de ferro-carbono-
silício contendo pequenas quantidades de manganês.
• Já os ligados são divididos conforme a tabela a seguir:
Ferro Fundido (FoFo)
Ferro Fundido (FoFo)
Entre os ferros fundidos, o cinzento é o mais comum, devido às suas
características como baixo custo (em geral é fabricado a partir de
sucata); elevada usinabilidade; Alta fluidez na fundição, permitindo a
fundição de peças com paredes finas e complexas; e facilidade de
fabricação, já que não exige equipamentos complexos para controle de
fusão e solidificação.
Este tipo de material é utilizado em larga escala pela indústria de
máquinas e equipamentos, indústria automobilística, ferroviária, naval
e outras. Podem ser submetidos a tratamentos térmicos para
endurecimento localizado, porém, em geral, são utilizados
principalmente no estado bruto de fundição.
Ferro Fundido (FoFo)
• Segundo a ABTN (303), os ferros fundidos são designados
pelas letras FC, indicativas de “ferro fundido cinzento”,
seguindo-se dois algarismos representativos do limite mínimo
de resistência à tração.
• FC 10 – FOFO Cinzento com limite mínimo de resistência à
tração de 10 Kgf/mm², ou 100 Mpa.
• FC 35 – FOFO Cinzento com limite mínimo de resistência à
tração de 35 Kgf/mm², ou 350 Mpa.
Nomenclatura Ferro Fundido Cinzento
Nomenclatura Ferro Fundido Cinzento
Referências Bibliográficas
CALLISTER, William D.; RETHWISCH, David G. Ciência e engenharia de 
materiais: uma introdução. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 817 p.
Padilha, A.F. Materiais de Engenharia. Hemus. São Paulo. 1997
Shackelford, J.F. Ciência dos Materiais. 6ª Ed. Pearson. 2008.
Dúvidas?
	Slide 1: Introdução: Aços e Ferros Fundidos
	Slide 2: Introdução
	Slide 3: Aço
	Slide 4: Aço
	Slide 5: Fabricação do Aço
	Slide 6: Fabricação do Aço
	Slide 7: Fabricação do Aço
	Slide 8: Fabricação do Aço
	Slide 9: Fabricação do AçoSlide 10: Aços
	Slide 11: Aços
	Slide 12: Aços
	Slide 13: Aços
	Slide 14: Aços
	Slide 15: Aços
	Slide 16: Aço Liga
	Slide 17: Aço Liga
	Slide 18: Aço Liga
	Slide 19: Aço Liga
	Slide 20: Nomenclatura de aços
	Slide 21: Nomenclatura de aços
	Slide 22: Nomenclatura de aços
	Slide 23: Nomenclatura de aços
	Slide 24: Ferro Fundido (FoFo)
	Slide 25: Ferro Fundido (FoFo)
	Slide 26: Ferro Fundido (FoFo)
	Slide 27: Nomenclatura Ferro Fundido Cinzento
	Slide 28: Nomenclatura Ferro Fundido Cinzento
	Slide 29: Referências Bibliográficas
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