Cap. 8 - Aços e FFs

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CAPÍTULO 8 
AÇOS E FERROS FUNDIDOS
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
AÇOS: ligas Fe-C, contendo geralmente 0,008%C, até aproximadamente 2,11%C, além de certos elementos residuais resultantes do processo de fabricação) e de elementos de liga.
Limite inferior de 0,008%C: máxima solubilidade do carbono no ferro do carbono, à temperatura ambiente.
Limite superior de 2,11%C: máxima quantidade de carbono que se dissolve no ferro, e que ocorre a 1147ºC(depende dos teores de impurezas e de elementos de liga).
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
TRANSFORMAÇÕES QUE OCORREM NOS AÇOS E
 NOS FERROS FUNDIDOS (F.F.)
aço hipoeutetóide: 0% < %C < 0,77% 
aço eutetóide (perlítico): %C = 0,77%
aço hipereutetóide: 0,77% < %C < 2,11%
f.f. hipoeutético: 2,11% < %C < 4,3%
f.f. eutético(ledeburítico): %C = 4,3%
f.f. hipereutético: 4,3% < %C < 6,7%
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
PERLITA: mistura mecânica de 88,5%
 de ferrita e 11,5% de cementita, na forma de lâminas finas (espessura raramente superior a μm, dispostas alternadamente).
 Possui propriedades intermediárias
 entre a ferrita mais mole (mais dúctil/mole) e a cementita (mais dura/frágil).
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
Aço com 0,3%C: % ferrita proeutetóide = 61%
 < 723°C % perlita = 39%
Aço com 1,3%C: % cementita proeutetóide = 91%
 < 723°C % perlita = 9%
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
Aços comuns ou aços carbono: 0,008%
 até 2,11%C)
Aços especiais ou aços ligados(ou aços liga)
baixa liga: até 5,0% em elementos de liga;
altamente ligados: > 5,0% em EL.
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
AÇOS: APLICAÇÕES
Tipos de aços para construção mecânica
 baixo carbono (< 0,25%C): resistência moderada
 e fácil conformação;
médio carbono(entre 0,25%C e 0,6%C): grandes valores de tenacidade e alta e média resistência (martensita revenida);
alto carbono (dureza elevada e resistência à abrasão, para aplicação em ferramentas de corte, esferas e roletes para rolamentos).
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
AÇOS: APLICAÇÕES(cont.)
Tipos de aços para construção mecânica(cont.)
Aços para fundição (aços carbono, aços liga)
homogeneização;
granulação fina e regular;
baixo nível de tensões residuais.
Tratamentos térmicos recozimento;
 normalização;
 alívio de tensões.
Aplicáveis em máquinas operatrizes, indústrias automobilística, naval, ferroviária e petrolífera. 
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
AÇOS: APLICAÇÕES(cont.)
Tipos de aços para construção mecânica(cont.)
Aços para chapas: possuem elevadas soldabilidade,deformabilidade/ductilidade, superfície sem defeitos e baixo custo.
problemas que podem apresentar: casca de laranja e bandas de Lüders.
utilizados na parte estrutural de automóveis, em recipientes de GLP, em tubos, em estampagem.
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
AÇOS: APLICAÇÕES(cont.)
Tipos de aços para construção mecânica(cont.)
Aços estruturais: 0,15% até 0,40%C(aços carbono e aços ARBL)
Apresentam baixo custo, boa resistência mecânica,
 deformabilidade, soldabilidade e boa relação resistência/
 peso.
Aplicáveis nos segmentos naval, rodoviário e ferroviário.
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
AÇOS: APLICAÇÕES(cont.)
Tipos de aços para construção mecânica(cont.)
Aços para tubos (com costura e sem costura; paredes fina e parede grossa).
Aços para arames e fios (patenteados e não-
 patenteados) – Tratamento de patenteamento.
Aços para molas: limites de elasticidade ou de 
 proporcionalidade, resistência ao choque e
 fadiga.
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
AÇOS: APLICAÇÕES(cont.)
Tipos de aços para construção mecânica(cont.)
Aços de usinagem fácil: boa usinabilidade e altos teores de S e Mn.
Aços para cementação(Cmáx. = 0,23%).
Aços para nitretação(Nitralloys): Al, Cr, Mo, Ni.
Aços grafíticos e aços criogênicos.
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
AÇOS: APLICAÇÕES(cont.)
Tipos de aços para construção mecânica(cont.)
Aços resistentes ao desgaste (Mn austenítico).
Aços carbono-cromo (esferas de rolamento,
 mancais).
Aços de ultra alta resistência: defesa, aeroespacial.
Aços resistentes ao calor.
Aços com propriedades elétricas e magnéticas especiais.
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
 Classificação dos aços-carbono
Tipo de semi-produto: laminados planos,
 laminados não-planos, trefilados, fundidos e
 forjados.
Teor de carbono: alto C(% > 0,50);
 médio C(% entre 0,25 e 0,50);
 baixo C(% < 0,25).
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
Classificação dos aços carbono(cont.)
Tipo de fabricação (forno).
Tipo de procedimento de desoxidação:
 acalmado, semi-acalmado e efervescente.
Tipo de lingotamento: contínuo e 
 convencional.
Tipo de aplicação : molas, engrenagens,
 para conformação, ferramentas, etc.
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
Influência do carbono sobre a dureza dos aços
aços doce entre 0,15% e 0,25%
aços meio duros entre 0,25% e 0,50%
aços duros entre 0,50% e 1,40%
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
Influência do carbono sobre a dureza dos aços(cont.)
 aços extra doces < 0,15%
 aços doces entre 0,15% e 0,30%
 aços meio-doces entre 0,30% e 0,40%
 aços meio-duros entre 0,40% e 0,60%
 aços duros entre 0,60% e 1,40%
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS 
TRANSFORMAÇÕES QUE OCORREM NOS
 FERROS FUNDIDOS (FoFo)
f.f. hipoeutético: 2,11% < %C < 4,3%
f.f. eutético(ledeburítico): %C = 4,3%
f.f. hipereutético: 4,3% < %C < 6,7%
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS 
Classificação dos ferros fundidos
brancos
cinzentos
mesclados
vermiculares
maleáveis 
ligados
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS 
Ferros fundidos brancos (fratura esbranquiçada)
não ocorre a precipitação da grafita;
carbono na forma de Fe3C;
matrizes perlíticas;
ligados com Cr, Mo, V(estabilizadores de
 carbonetos: matrizes bainíticas ou
 martensíticas).
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS 
Ferros fundidos cinzentos (fratura acinzentada)
grafita precipitada em veios ou em forma
 de flocos;
matriz perlítica ou ferrítica(função do teor de silício, da velocidade de resfriamento e do teor de carbono equivalente).Por exemplo: 
 Ceq.= %C + 1/3(%Si + %P)
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS 
Ferros fundidos nodulares (fofo dúctil ou de grafita esferoidal)
grafita em forma de partículas ~ esféricas;
adição de magnésio(nodulização);
matriz perlítica(nódulos envolvidos por
 ferrita).
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS 
Ferros fundidos vermiculares (ou de grafita compactada)
grafita interligada em células eutéticas;
estrutura intermediária entre o cinzento e o nodular.
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS 
Ferros fundidos maleáveis: tratamento térmico de maleabilização(ferrita + grafita).
aquecimento a 925°C, por várias horas
 (acima do eutetóide): ocorre a decomposição
 da cementita e a precipitação de nódulos de 
 grafita de formatos irregulares;
resfriamento lento para provocar a precipitação do carbono dissolvido na austenita.
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS 
Principais propriedades
 Ferros fundidos brancos: 
 duros e frágeis;
 elevada resistência à compressão;
 resistência ao desgaste e à abrasão;
 resistência e dureza em temperaturas 
 elevadas.
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS 
Principais propriedades(cont.)
Ferros fundidos cinzentos: dureza elevada(desgaste)
 boa usinabilidade
 amortecimento de vibrações
 Ferros fundidos nodulares: elevada ductilidade(> 18%)
 propriedades equivalentes 
 às dos f.f. cinzentos
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AÇOS E FERROS FUNDIDOS
Principais propriedades(cont.)
FoFo vermiculares: propriedades 
 intermediárias entre
 cinzentos e brancos.
FoFomaleáveis : semelhantes aos f.f. 
 nodulares. 
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