Ferro Fundido Maleável: Processos e Propriedades

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Ferro fundido maleável de ferro fundido branco
Introdução
Os ferros fundidos puros e ligados são utilizados em vários processos em toda a indústria mundial. Contudo, a falta de ductilidade e a pouca tenacidade (ou seja, a fragilidade) desse material limita muito as suas aplicações.
Dessa forma, criou-se um tipo de ferro fundido branco que pode ser trabalhado por um tratamento térmico especial, chamado maleabilização. A maleabilização visa dar maleabilidade ao ferro fundido, isto é, a maleabilização faz esse metal adquirir ductilidade e tenacidade. Unindo a maleabilidade adquirida com outras propriedades, como uma boa resistência à tração, aumenta o número de atividades em que se pode utilizar o ferro fundido.
A maleabilização pode ser feita por dois processos: o europeu (maleabilização por descarbonetação); e americano (maleabilização por grafitização). O primeiro consiste em transformar a estrutura do FoFo branco inicial em uma formada principalmente de ferrita com certa quantidade de carbono combinado (carbonetos), sendo o produto chamado de maleável de núcleo branco. Enquanto o segundo, mais utilizado hoje em dia por obter melhores propriedades, tem como produto um ferro fundido com estrutura ferrítica uniforme com nódulos de carbono livre, sendo esse chamado de maleável de núcleo preto.
Materiais e métodos
Materiais
- Forno;
- Caixas metálicas resistentes ao calor (pode ser de ferro fundido);
- Minério de ferro (1/4 de minério novo e ¾ de minério usado);
- Tenaz;
- Areia, ou cinzas, ou outro material inerte;
Método
Para o método europeu, o procedimento consiste em aquecer o ferro fundido branco, nas caixas fechadas com o minério de ferro (meio oxidante), fazendo com que o carbono do ferro seja eliminado na forma de gás.
O ciclo de aquecimento é o seguinte:
FIGURA pág. 526
No trecho A, ocorre a descarbonetação intensa e, para peças espessas, ocorre também a grafitização da cementita livre. No trecho B, a grafitização continua e, nas peças espessas, a cementita originada da austenita também sofre o mesmo processo. No trecho C, forma-se perlita se ainda houve carbono combinado na solução. O processo leva muitos dias.
Para o método americano, aquece-se o ferro fundido branco com certa composição em caixas de ferro fundido com areia, cinzas ou outro material inerte, a certas temperaturas durante longo tempo (menos tempo que no método europeu). O ciclo de aquecimento é o seguinte:
FIG. Pág 528 
O trecho A corresponde ao ciclo de grafitização da cementita livre (horas até dias, dependendo da espessura das peças e composição química), o B, à grafitização da cementita proveniente da austenita e o trecho C, à grafitização da cementita da perlita (pode demorar mais que o trecho A, pois a grafitização é mais lentas a temperaturas mais baixas).
Há também o ciclo de maleabilização rápido:
Fig pág 528
Por fim, há o maleável perlítico, que necessita de vários estágios para sua formação, sendo o primeiro igual ao estágio de formação do maleável de núcleo preto. O segundo estágio pode variar nesses modos:
- terminando o aquecimento correspondente ao primeiro estágio, resfria-se no forno até 785°C-870°C; retira-se do forno para esfriar ao ar e revine-se até desejada dureza;
-resfria-se até 785°C-875°C, depois se resfria ao ar, aquecendo em seguida a 815°C-870°C para depois resfriar em água ou óleo, revenindo posteriormente;
-completado o ciclo de maleabilização para a produção normal do maleável, aquece-se a 815°C-870°C e resfria-se ao ar ou líquido, revenindo depois a dureza desejada.
Resultados
O diferencial do ferro fundido maleável que o distingue do ferro fundido cinzento é sua ductilidade que pode ultrapassar 10%. Por isso, dizem que o FoFo maleável é a liga intermediária entre aço e FoFo cinzento.
As estruturas dos ferros fundidos maleáveis, tanto brancos quanto pretos, são em princípio maleáveis ferríticos.
O maleável branco deve possuir, dependendo das seções das peças fundidas, as seguintes propriedades:
-limite de escoamento: superior a 20 kgf/mm² (200MPa);
-limite de resistência à tração: mínima de 34 a 35 kgf/mm² (330 a 340 MPa)
-alongamento: 3 a 10%
As propriedades do maleável preto devem estar nessa mesma faixa do branco, porém podendo apresentar maior alongamento.
O maleável perlítico em geral apresenta propriedades melhores que o maleável branco e preto. 
A usinabilidade do ferro fundido maleável é considerada a melhor entre as ligas ferrosas de idêntica resistência mecânica. A resistência à corrosão é muito boa também. Sem falar na resistência ao desgaste, de modo que os maleáveis perlíticos são superiores nesse quesito por apresentarem maior dureza.
*No método de maleabilização por descarbonetação, a eliminação do carbono acontece até profundidades de 5 mm. Para espessuras maiores, parte do carbono fica retido e torna-se antieconômico prosseguir o ciclo até a completa descarbonetação por difusão do carbono do centro à periferia.
*No método americano, a grafita apresenta aspecto de contornos rendilhados.
Conclusão
Com o ganho de propriedades que o ferro fundido apresenta após a maleabilização, ele tornou-se muito utilizado em indústrias mecânicas, de materiais de construção, de veículos, tratores e materiais elétricos. Assim, percebe-se a grande importância desse material e, logo, do tratamento térmico especial feito sobre eles, a maleabilização.
Bibliografia
Chiaverini