Aula_06___Solidifica__o_de_ferros_fundidos

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Aula 06: Solidificação de ferros fundidos
- Introdução
- Diagrama Fe-C
- O duplo equilíbrio Fe-C e Fe-Fe3C
- Influência dos elementos de liga
- Influência da velocidade de resfriamento
- Curvas de resfriamento e análise térmica
- Classificação dos ferros fundidos
- Mecanismos de formação dos diferentes tipos de grafita
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
Professor: Guilherme O. Verran – Dr. Eng. Metalúrgica
Ferros Fundidos Ferros Fundidos –– Diagrama FeDiagrama Fe--CC Estável – forma 
grafita
Metaestável –
forma cementita
Ferro Fundido � material fundido de maior consumo mundial.
Apresenta atributos não encontrados em nenhum outro material e 
também é um dos metais mais baratos que se dispõe.
Vantagens:
- Baixo ponto de fusão
- Baixa contração
- Excelente usinabilidade
- Propriedades mecânicas bem definidas
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Solidificação de ferros fundidos
Ferros Fundidos � ligas de Fe, C (2,5 a 4%) e Si (1 a 3%).
Ferros Fundidos � apresentam reação eutética durante a 
solidificação � temperaturas de fusão mais baixas que outras ligas ferrosas 
� utiliza-se para fusão, equipamentos e processos diferenciados em 
relação ao aço.
Transformações responsáveis pela formação dos constituintes das 
ligas Fe-C � estudada a partir do diagrama de equilíbrio Fe-C.
Não é um diagrama de equilíbrio completo � representado até
6,7% de C � forma com o Ferro o composto Fe3C que contém 6,67% de C.
Ligas com mais de 4,0 a 4,5% de Carbono apresentam pouco ou 
nenhum interesse comercial, devido à alta dureza e fragilidade que 
apresentam.
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Solidificação de ferros fundidos
Ferros Fundidos Ferros Fundidos –– FormaFormaçção de Grafitaão de Grafita
Formação de grafita verifica-se em regiões preferenciais do banho 
metálico � nucleação heterogênea (depende de efeitos externos). 
Temperatura do eutético estável (austenita-grafita) mais elevada que a do 
eutético metaestável (austenita-cementita) � nucleação da grafita pode 
ocorrer antes da nucleação da cementita (ou outros carbonetos). 
Solidificação � deveria iniciar pelo eutético estável (depende da 
composição química, velocidade de extração de calor pelo molde e grau de 
nucleação do banho).
Com pequeno número de centros efetivos de nucleação da grafita 
� aumenta distância onde o C terá que se difundir para alcançar esses 
centros � pode-se ter superresfriamento que dê origem a carbonetos 
eutéticos.
Velocidade de extração de calor pelo molde elevada � não haverá
tempo para difusão de C nos centros de nucleação � pode-se atingir a 
temperatura do eutético metaestável � nucleação de carbonetos.
N°centros efetivos de nucleação para formação da grafi ta ����
solidificação segundo sistema estável e/ou metaestável.
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Solidificação de ferros fundidos
Fundição e Solidificação de Ferros Fundidos
Sistema Estável ⇒⇒⇒⇒
Formação de 
austenita + grafita ⇒⇒⇒⇒
Ferro 
Fundido 
Cinzento
Sistema 
Metaestável ⇒⇒⇒⇒
Formação de 
austenita + Fe3C
⇒⇒⇒⇒
Ferro 
Fundido 
Branco
Fatores que influem 
no Equilíbrio
Velocidade de Resfriamento
Elementos de Liga
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Solidificação de ferros fundidos
Diagrama Duplo Fe-C para Ferros Fundidos
Carbono Equivalente (%)
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
 
(
0
C
)
1100
1140
1180
1220
1260
1300
3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 4,2 4,4
L
L + Feγγγγ
L + Grafita
L + Fe3C
Temperatura abaixo da qual pode 
solidificar o eutético Austenita-Cementita
Temperatura abaixo da qual pode 
solidificar o eutético Austenita-Grafita
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Solidificação de ferros fundidos
Ferros Fundidos Ferros Fundidos –– SolidificaSolidificaççãoão
Temperatura abaixo da Temperatura abaixo da Temperatura abaixo da Temperatura abaixo da 
qual pode solidificar o qual pode solidificar o qual pode solidificar o qual pode solidificar o 
euteuteuteutéééético austenita + tico austenita + tico austenita + tico austenita + 
cementitacementitacementitacementita
Temperatura abaixo da qual Temperatura abaixo da qual Temperatura abaixo da qual Temperatura abaixo da qual 
pode solidificar o eutpode solidificar o eutpode solidificar o eutpode solidificar o eutéééético tico tico tico 
austenita + grafitaaustenita + grafitaaustenita + grafitaaustenita + grafita
Fonte: http://pessoal.utfpr.edu.br/pintaude/arquivos/ME62H_FerroFundido.pdf
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Solidificação de ferros fundidos
Ferro Fundido Cinzento Ferro Fundido Cinzento –– Tipos de grafitaTipos de grafita
Fonte: http://pessoal.utfpr.edu.br/pintaude/arquivos/ME62H_FerroFundido.pdf
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Solidificação de ferros fundidos
Influência dos Elementos de Liga
Si ⇒⇒⇒⇒
Aumenta diferença entre 
temperaturas de 
equilíbrio Estável e 
Metaestável
⇒⇒⇒⇒ Grafitizante
⇓⇓⇓⇓
Favorece a formação de 
Ferro Fundido Cinzento
Cr ⇒⇒⇒⇒
Diminui diferença 
entre temperaturas de 
equilíbrio Estável e 
Metaestável
⇒⇒⇒⇒
Estabilizador de 
Carbonetos
⇓⇓⇓⇓
Favorece a formação de 
Ferro Fundido Branco
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Solidificação de ferros fundidos
Influência do Si no Eutético Fe-C
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Solidificação de ferros fundidos
Influências do Cr, do Si e do V nas temperaturas de 
equilíbrio eutético em ferros fundidos
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Solidificação de ferros fundidos
Influência do 30 elemento na solubilidade do C no ferro 
líquido, % em peso do elemento de liga
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Solidificação de ferros fundidos
Temperatura abaixo 
da qual pode 
solidificar o eutético 
Austenita-Grafita
% de Silício
Temperatura abaixo 
da qual pode 
solidificar o eutético 
Austenita-Cementita
Si ⇒⇒⇒⇒
Aumenta diferença entre 
temperaturas de 
equilíbrio Estável e 
Metaestável
Grafitizante
Favorece a formação de 
Ferro Fundido Cinzento
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
 
(
0
C
)
1120
1140
1160
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
⇓⇓⇓⇓
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Solidificação de ferros fundidos
Cr ⇒⇒⇒⇒
Diminui diferença 
entre temperaturas 
de equilíbrio Estável 
e Metaestável
Estabilizador de Carbonetos
⇓⇓⇓⇓
Favorece a formação de 
Ferro Fundido Branco
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
 
(
0
C
)
% de Cromo
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2
1100
1120
1140
1160 Temperatura abaixo 
da qual pode 
solidificar o eutético 
Austenita-Grafita
Temperatura abaixo 
da qual pode 
solidificar o eutético 
Austenita-Cementita
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Solidificação de ferros fundidos
Inoculação de Ferros Fundidos*
* Adaptado de “Seminário apresentado pelo dotorando Rivio Arturo 
Ramirez na disciplina Fundição dos metais e suas ligas - Semestre 
2012/1”
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Solidificação de ferros fundidos
InoculaInoculaçção de Ferros Fundidosão de Ferros Fundidos
Inoculação dos ferros fundidos � introdução de pequenasquantidades de 
material composto de partículas nucleantes no metal fundido, pouco antes ou 
durante o vazamento deste, buscando controlar a microestrutura final e, 
consequentemente, as propriedades mecânicas do material [SANTOS 1976].
Nos ferros fundidos a inoculação é utilizada primeiramente para 
evitar a formação de carbonetos na estrutura. Efeito da inoculação �
proporciona o aumento de núcleos disponíveis para a formação de grafitas. 
Este aumento dos núcleos disponíveis reduz o superesfriamento 
necessário na solidificação, facilitando a solidificação segundo o eutético estável 
[FULLER, 1979].
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Solidificação de ferros fundidos
A formação de uma matriz completamente ferrítica está relacionada com a 
eficiência do inoculante utilizado e a velocidade de resfriamento no estado sólido. A 
velocidade de resfriamento do estado sólido influencia na velocidade de difusão do 
carbono da austenita para os nódulos de grafita, tendendo a aumentar a quantidade 
de perlita na microestrutura, quanto maior for esta velocidade.
O processo de inoculação influencia no número de nódulos, e quanto maior 
o número de nódulos, menores serão as distâncias entre eles e menores serão as
distâncias que o carbono terá que percorrer, e portanto, a difusão será facilitada.
De uma maneira geral, à medida que o superresfriamento aumenta, o 
número de núcleos cresce e, consequentemente, o número de nódulos é maior com 
uma grafita mais fina e de menor tamanho. [SANTOS, 1991]
InoculaInoculaçção de Ferros Fundidosão de Ferros Fundidos
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Solidificação de ferros fundidos
ME de um F°F°cinzento sem
inoculação. 100X.
ME de um F°F°cinzento com
inoculação. 100X.
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Solidificação de ferros fundidos
O efeito benéfico da inoculação pode ser entendido com 
auxílio da figura abaixo, onde se observam curvas de resfriamento 
em diferentes velocidades. Maiores velocidades de resfriamento �
formação de carbonetos. 
Ferros Fundidos não inoculados � forte tendência a se 
solidificar segundo o eutético metaestável (envolvendo a formação de 
dendritas de austenita e carbonetos, devido ao elevado 
superresfriamento).
Resfriado 
lentamente
γ + grafita
Resfriado 
rápido
γ + grafita 
+ carboneto
Resfriado + 
rápido
carboneto
InoculaInoculaçção de Ferros Fundidosão de Ferros Fundidos
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Solidificação de ferros fundidos
Objetivo da inoculação � fornecer núcleos extras ao banho 
[SANTOS 1989]. A existência de um número maior de núcleos potenciais 
para a nucleação e crescimento da grafita permite a obtenção de uma 
estrutura mais refinada, que resulta em melhores propriedades físicas e 
mecânicas [OLAH, 1985]. 
Em Ferros Fundidos nodulares, onde o número de núcleos é
extremamente importante para as propriedades do material, a adição de 
inoculantes ao banho tem por objetivo promover um aumento do número de 
nódulos de grafita e do grau de nodularização, que é uma medida da 
adequação da grafita à forma de uma esfera perfeita [SANTOS 1989].
InoculaInoculaçção de Ferros Fundidosão de Ferros Fundidos
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Solidificação de ferros fundidos
Relatos da influência da adição de Fe-Si datam de 1906, quando 
Outerbridge verificou o aumento das propriedades mecânicas no material ao qual 
este fora adicionado. Meehen, em 1922, relatou que era possível controlar a estrutura 
dos Ferros Fundidos inoculando o banho com Ca-Si [CHAVES, 1975]. Nos 
subsequentes anos, diversos trabalhos foram publicados sobre o efeito da nucleação, 
o processo de nucleação da grafita e as técnicas de inoculação na transferência do 
metal para a panela de vazamento.
Nos anos 50 pesquisas revelaram que pequenas quantidades de cálcio e 
alumínio, adicionadas ao Fe-Si, aumentavam muito a sua eficiência. Já nos anos 60, 
estudos da adição de compostos contendo bário [LOWNIE, 1963] e bismuto 
[BARTON, 1967] mostravam aumento no tempo de fading (tempo necessário para 
que o inoculante perca eficiência) e na contagem de nódulos. Na década de 70 foram 
aprofundados os estudos dos procedimentos de inoculação e de seus efeitos nas 
propriedades do material, bem como dos elementos adicionados.
InoculaInoculaçção de Ferros Fundidosão de Ferros Fundidos
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Solidificação de ferros fundidos
Mecanismo de inoculação � continua sem um estudo definitivo. Seu efeito 
depende da ocorrência de compostos – óxidos, sulfetos, nitretos e carbonetos – que 
promovem a nucleação da grafita e resulta na estabilização do ferro fundido. Após o 
tratamento de nodularização com Mg, o ferro líquido fica pobre em O, S e N 
(elementos formadores de substratos) limitando o efeito da inoculação.
Métodos de inoculação mais utilizados:
a) inoculação na panela: o inoculante é depositado no fundo da panela e o metal 
vazado por cima deste;
b) inoculação no molde: o inoculante em forma de pó ou pastilha é colocado em um 
ponto específico do canal de alimentação;
c) inoculação por “arame recheado”: mais utilizado em sistemas automáticos de 
vazamento, consiste na injeção no metal líquido de um arame contendo inoculante 
em seu interior;
d) inoculação no jato: o inoculante em pó é adicionado ao metal líquido no
momento do vazamento deste no molde. É muito utilizado em vazamentos 
automáticos.
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Solidificação de ferros fundidos
A formação de núcleos e a precipitação da grafita em forma de nódulos, 
juntamente com o controle do resfriamento, ajudam a estabilizar o processo de 
solidificação. Skaland et al. [2005], atribuíram ao tratamento de inoculação os 
seguintes benefícios:
a) promove estruturas mais homogêneas;
b) evita formação de carbonetos;
c) reduz a tendência à segregação de elementos de liga;
d) reduz a tendência para formação de rechupes;
e) promove a formação de grafita e ferrita; e
f) aumenta a ductilidade e diminui a dureza.
InoculaInoculaçção de Ferros Fundidosão de Ferros Fundidos
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
Tipos de inoculantesTipos de inoculantes
Existem 3 tipos de inoculantes:
. grafitizantes comuns
. grafitizantes especiais
. estabilizadores perlitizantes
InoculaInoculaçção de Ferros Fundidosão de Ferros Fundidos
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Solidificação de ferros fundidos
Tipos de Inoculantes e Tipos de Inoculantes e 
suas caractersuas caracteríísticassticas
InoculaInoculaçção de Ferros Fundidosão de Ferros Fundidos
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Solidificação de ferros fundidos
Fe-Si Fe-Si-Mg Ca-Si-Ba
Pó de 
Fe-Si
Tipos de InoculantesTipos de Inoculantes
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Solidificação de ferros fundidos
Inoculantes ���� materiais sólidos, granulados e constituídos por 
elementos que possuem função grafitizante. Na inoculação de ferros fundidos 
nodulares, geralmente utiliza-se inoculantes à base de FeSi contendo 
aproximadamente 75% de Si. Outros elementos como Al, em quantidades variando 
entre 1,5 e 2% (em peso), e Ca, entre 0,3 e 1% (em peso), devem fazerparte do 
inoculante.
Para maior eficiência de inoculação � utiliza-se inoculantes especiais �
com adição de Sr, Ba, Bi e/ou Ce e La [SANTOS, 1991]. São utilizados em menores 
quantidades que os tradicionais. 
O efeito do inoculante não é permanente e decresce a partir da adição do 
mesmo, durando entre 5 e 10 minutos de vida útil. Este efeito é conhecido por 
"fading". O controle do tempo de vazamento após a adição dos inoculantes é
fundamental para a eficiência do processo de inoculação.
InoculaInoculaçção de Ferros Fundidosão de Ferros Fundidos
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
O tipo e as quantidades de inoculantes necessárias para um efetivo 
processo de inoculação dependem de onde e como o inoculante é utilizado. Muitas 
fundições utilizam somente uma inoculação, que é realizada juntamente com o 
processo de nodularização. Devido aos bons resultados, tem-se se adotado a pós-
inoculação. Esta é feita na panela de transferência ou diretamente no jato de metal 
durante o vazamento.
A granulometria do inoculante depende do tipo de inoculação. Quando é
realizada na panela de tratamento é comum o uso de inoculantes com granulometria 
de 2 a 6 mm. Quando na panela de transferência a granulometria varia de acordo 
com o tamanho da panela, mas fica entre 0,5 e 2 mm. Quando feita diretamente no 
jato de metal durante o vazamento, a granulometria mais usual é de 0,2 a 0,5 mm 
(Chaves Filho, 1981; Elkem, 2004; Italmagnésio, 2005).
Apesar de todos os benefícios, quando a inoculação é realizada em 
excesso, pode provocar porosidades e aumentar a solubilidade dos gases no 
banho metálico, como o hidrogênio (Chaves Filho, 1981).
Processo de InoculaProcesso de Inoculaççãoão
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
Processo de InoculaProcesso de Inoculaççãoão
A superfície do banho metálico, no momento da inoculação, deve estar 
limpa, já que a escória dos Ferros Fundidos é geralmente composta de óxidos. 
Como todos os inoculantes de função grafitizante são excelentes desoxidantes, 
deve-se retirar toda a escória existente antes da inoculação; caso contrário, a 
quantidade de inoculante empregada será consumida na redução desses óxidos.
A temperatura em que se processa a inoculação é muito importante. 
Temperaturas elevadas ���� centros efetivos para a nucleação da grafita podem 
ser destruídos ou dissolvidos ���� diminui a eficiência do inoculante. 
Temperaturas baixas ���� dissolução pode não ser completa, diminui a eficiência 
e pode causar defeitos nas peças.
Com o tempo, ocorre diminuição da eficiência do inoculante (“fading“)
� aumenta o superresfriamento necessário à solidificação, diminui número de 
nódulos de grafita e aumenta a tendência à formação de carbonetos.
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
VariVariááveis dos Inoculantes que influenciam a Inoculaveis dos Inoculantes que influenciam a Inoculaçção ão 
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
VariVariááveis do processo que influenciam a Inoculaveis do processo que influenciam a Inoculaçção ão 
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
Exemplo de especificaExemplo de especificaçção de Inoculanteão de Inoculante
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
Controle da InoculaControle da Inoculaççãoão
Principalmente a composição química como controle de banhos de ferros 
fundidos, porém quando o ferro fundido solidifica, ele passa por diversas mudanças 
de fases. 
O teste de cunha foi uma das maneiras mais utilizadas na análise do ferro 
fundido cinzento. Hoje poucos utilizam essa técnica de análise para definir o grau de 
nucleação e estimar a classe do material que está sendo fundido � teste não 
apresenta valor exato e depende do bom senso e conhecimento prático.
O teste determina de forma fácil e rápida a espessura-limite para formação 
de ferro fundido cinzento sem coquilhamento. A análise química é válida quando se 
tem um processo altamente confiável de peças seriadas e sem muitas alterações de 
tipo de espessura e matéria prima. Mas, grande parte das fundições fazem 
pequenos lotes de peças, com geometrias variadas e diferentes classes de ferro 
fundido. Nesse caso, o melhor método é o controle de nucleação através da análise 
da cunha e correção para o material necessário, momentos antes do vazamento.
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
Controle da InoculaControle da Inoculaçção ão -- Teste da cunhaTeste da cunha
Ajuda a determinar a quantidade de inoculante necessário para preparar o 
material para o vazamento. A escolha da cunha a ser utilizada depende das peças e 
classes de ferro cinzento a serem fabricados. A Tabela demonstra os tamanhos de 
cunha, segundo a norma ABNT NBR6846/1985, e na Figura o desenho mostrando 
as dimensões da cunha, de mesma norma.
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
Controle da InoculaControle da Inoculaçção ão -- Teste da cunhaTeste da cunha
Na prática, deve ser escolhida uma cunha que seja capaz de medir a 
nucleação das peças a serem fundidas, relacionando a altura de coquilhamento da 
cunha com a espessura da peça. Se as peças a serem fundidas possuírem 
espessura de no máximo 5 mm, deve ser escolhida uma cunha em que o máximo W 
seja no mínimo de 5 mm.
No teste de cunha, varia-se a velocidade de extração de calor pelo molde, 
ou seja, a parte inferior da cunha esfria mais rapidamente que a parte superior, 
criando diferentes velocidades de resfriamento. Com a adição de inoculante, 
aumenta-se o grau de nucleação e diminui-se a velocidade de resfriamento. Esse 
tratamento se efetua pouco antes do vazamento para se diminuir o
superresfriamento e assim minimizar a tendência ao coquilhamento.
Confeccionado em areia de macho, o molde da cunha deve possuir parede 
mínima de 20 mm as tolerâncias gerais são de 0,8 mm com exceção para o 
comprimento, cuja tolerância é de 3,0 mm.
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Solidificação de ferros fundidos
Controle da InoculaControle da Inoculaçção ão –– Estudo de CasoEstudo de Caso
Forno de fusão por indução: cadinho 1000 kg, 600 kW/h
Carga: 50% retorno, 25% aço e 25% gusa
Teor de C e Si após fusão: 3,56% e 1,74%, classe FC200 para peças até 5 mm de 
espessura. Na figura observa-se o aumento da altura de coquilhamento através do 
tempo de manutenção no banho.
A- temperatura 1480 °C, espera: 20 min.
B- temperatura 1510 °C, espera: 35 min.
C- temperatura 1510 °C, espera: 55 min.
D- temperatura 1510 °C, espera: 75 min.
(*) Escolheu-se a temperatura de 1510 °C para simul ar um super 
aquecimento do ferro no forno (podendo ser causado por um erro 
operacional, parada de outro equipamento que impeça o vazamento ou
desnuclear propositalmente o banho).
É possível visualizar uma alteração da altura de cunha apenas com o 
tempo de manutenção do ferro líquido em temperatura elevada.
Também é possível notar, na primeira cunha, que a nucleação está
maior (baixa espessura de coquilhamento), e na última cunha um grau 
de nucleação menor (alta espessura de coquilhamento), que comprova 
a perda de nucleação com o superaquecimento do metal base do 
forno. As setas indicam a espessura limite para se obter ferro cinzento 
na cunha “A” e na cunha “D”. É possível observar na cunha “D” que se 
ultrapassou a altura de coquilhamentomáxima e apareceram regiões 
coquilhadas na parte superior da cunha.
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Solidificação de ferros fundidos
Controle da InoculaControle da Inoculaçção ão –– Estudo de CasoEstudo de Caso
Antes da retirada da cunha do metal que está no forno, é muito importante 
saber qual classe de ferro fundido cinzento é desejado obter para que as 
informações obtidas após o teste sirvam para ajustar a composição química e 
direcionar a quantidade de inoculante necessário para nuclear a grafita e evitar o 
coquilhamento. 
A fundição deve conhecer o teor necessário de inoculante para reduzir a 
altura de coquilhamento, em 1 mm, ou 2 mm, conforme necessidade. Nos testes 
realizados, observou-se que para uma inoculação de 0,5% de FeSi, a altura de 
coquilhamento reduziu 2 mm em todos os casos. É importante lembrar que isto é
variável para cada fundição e/ou processo utilizado. Como o grau de nucleação 
natural do banho varia, o teste de cunha pode ser utilizado para “ajustar” o teor de 
inoculação.
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Solidificação de ferros fundidos
Controle da InoculaControle da Inoculaçção ão –– Estudo de CasoEstudo de Caso
Observou-se que o teste de cunha pode ser utilizado para fazer ajustes na
inoculação, ao invés de adicionar quantidades fixas de inoculantes, como ocorre na 
maioria das fundições. Pode-se obter maior repetibilidade na nucleação, entre uma 
panela e outra, ou seja, aproveitando-se da nucleação natural do banho. Ficou claro 
que devemos utilizar a composição química como fator orientativo e não decisivo na 
obtenção de peças de diferentes espessuras, e que em uma mesma peça podemos 
obter características diferentes, sendo importante saber em que local da peça deve-
se ter o material especificado. 
Existe um trabalho que buscou correlacionar a variação no grau de 
nucleação de banhos com a quantidade adicionada de inoculante. Através desta 
correlação seria possível utilizar a técnica de análise térmica para avaliar o grau de 
nucleação do banho e ajustar o tratamento de inoculação visando diminuir a 
variação do grau de nucleação final. 
(Fonte: http://www.abmbrasil.com.br/seminarios/conaf/5771_pt.asp)
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Solidificação de ferros fundidos
Influência da Velocidade de 
Resfriamento
Curvas de 
Resfriamento
⇒⇒⇒⇒ Indicam :
Temperaturas de 
Transformação Eutética
Velocidade de 
Resfriamento
Resfriamento 
Rápido
⇒⇒⇒⇒
Solidificação 
de acordo com 
o Equilíbrio 
Metaestável
⇒⇒⇒⇒
Formação de Ferro 
Fundido Brando 
(Coquilhamento)
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Solidificação de ferros fundidos
Ferros Fundidos Ferros Fundidos –– Velocidade de resfriamentoVelocidade de resfriamento
Fonte: http://pessoal.utfpr.edu.br/pintaude/arquivos/ME62H_FerroFundido.pdf
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Solidificação de ferros fundidos
Curvas de Resfriamento esquemáticas 
para Ferros Fundidos Comuns
1 2 3
Temperatura abaixo da 
qual pode solidificar o 
eutético Austenita-Grafita
Temperatura abaixo da qual 
pode solidificar o eutético 
Austenita-Cementita
1 - Ferro Fundido 
Cinzento
2 - Ferro Fundido 
Mesclado
3 - Ferro Fundido 
Branco
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
ANÁLISE TÉRMICA DOS 
FERROS FUNDIDOS*
* Seminário apresentado pelo mestrando Elder Gregol dos Santos na 
disciplina - Metalurgia Física – Semestre 2012_2
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
Professor: Guilherme Verran 
Solidificação de ferros fundidos
Analise térmica
• Vaza-se uma certa quantidade de metal em um recipiente contendo um 
termopar. Este termopar, acoplado a um equipamento de registro de dados, 
grava a evolução da temperatura da amostra durante a solidificação.
As curvas descrevem o balanço térmico entre o calor que é retirado pelo 
molde e o calor gerado pelas transformações de fase da amostra durante a 
solidificação.
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Solidificação de ferros fundidos
Temperatura de Super-
resfriamento:
Início do crescimento das 
células eutéticas.
Quanto mais alta esta 
temperatura, maior a 
nucleação do banho
Temperatura de 
Final de 
Solidificação:
Término da Solidificação 
da Amostra. Quanto 
mais baixa esta 
temperatura maior a 
tendência à formação de 
carbonetos
Temperatura Liquidus
Início da formação da Austenita: 
Quanto menor o Carbono 
Equivalente, mais alta é esta 
temperatura e maior a formação 
de autenita
Temperatura de 
Recalescência:
Ponto de máximo 
crescimento das 
células eutéticas
Temperatura de 
Nucleação:
Início da nucleação 
da grafita
TEE
Tempo
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
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Solidificação de ferros fundidos
Análise térmica
dos ferros fundidosdos ferros fundidos
Parâmetros a serem observados da curva de análise 
térmica 
TEE – Temperatura do Eutético Estável
TNE – Temperatura de Nucleação do 
Eutético
TSE – Temperatura de Superresfriamento do 
Eutético
TRE – Temperatura de Recalescência do 
Eutético
TFS – Temperatura de Final de Solidificação
dT/dt – Velocidade de Recalescência (dada 
pela curva derivada)
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Solidificação de ferros fundidos
É possível associar os dados obtidos na curva de análise térmica do 
metal para determinar alguns parâmetros da liga.
� CEL – Carbono Equivalente Líquido
� % C
� % Si
� Tendência ao coquilhamento
� Número de nódulos
� Tendência a microporosidades
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Solidificação de ferros fundidos
Determinação da composição química por análise térmica
•CEL – Carbono Equivalente Líquido
�Para determinar o valor de Carbono Equivalente Líquido, deve-se ler a temperatura 
Liquidus do metal.
�Observa-se pelo diagrama de fase que o percentual de carbono altera a temperatura 
de início de solidificação ( Temperatura Liquidus).
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Solidificação de ferros fundidos
Determinação da composição química por análise térmica
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
C. E.
Temperatura Liquidus
Temp. do 
Eutético
Líq
.
Grafita
Para determinar com exatidão o 
valor de CEL, deve-se determinar 
uma equação do tipo:
CEL=a xTL + b
� Para determinar as constantes desta equação, é necessário retirar uma 
amostra para análise química com o mesmo metal utilizado na análise 
térmica.
� Com a análise química obtém-se o valor de % Si, %P e % C
� Com a análise térmica obtém-se o valor da temperatura liquidus.
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Solidificação de ferros fundidos
Determinação da composição química por análise térmica
� Com os valores obtidos na análise química, calcula-se o percentual de 
carbono equivalente liquido utilizando a equação:
� Correlaciona-se os valores de Carbono Equivalente por análise química 
com os valores de temperatura liquidus através de uma Regressão linear.
� Dessa forma obtém-se uma equação de carbono equivalente em função 
da temperatura líquidus.
%C + %Si/3 + %P/3
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Solidificação de ferros fundidos
� As temperaturas liquidus e do eutéticode ferro fundido branco podem ser 
dadas pelas seguintes equações:
TL = 1650 – 121,5(%C) – 26,7 (%Si+2,45%P) [°C];
TW = 1104 + 9,8(%C) – 12,1 (%Si+2,45%P) [°C] ;
sendo:
TL: temperatura liquidus hipoeutética e
TW: temperatura do eutético de ferro fundido branco
� Resolvendo-se o sistema das duas equações, obtém-se a seguinte 
expressão para o teor de carbono:
%C = 0,01693TW – 0,00796TL – 6,05
Determinação da composição química por análise térmica
•% Carbono
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Solidificação de ferros fundidos
Determinação da composição química por análise térmica
�Para determinar as temperaturas liquidus e eutética deve-se utilizar um 
corpo-de-prova com telúrio.
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Solidificação de ferros fundidos
Determinação da composição química por análise térmica
� O teor de silício pode ser determinado através do Carbono Equivalente, e 
dos percentuais carbono e de fósforo ,utilizando a equação 
%Si = 3(%CEL - %C - %P)
•% Sílicio
� Os valores de CEL e %C são determinados pela análise térmica.
� Quanto ao %P, pode-se excluir este valor da equação devido ao sua baixa 
contribuição ao resultado ( na prática varia entre 0,035% a 0,065%).
� Também pode-se estabelecer um valor médio para a liga que se deseja 
analisar.
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Solidificação de ferros fundidos
Determinação do grau de nucleação
� As curvas de análise térmica podem ser utilizadas para determinar o grau de 
nucleação do metal. 
� Os principais parâmetros da curva de análise térmica utilizados neste tipo de 
determinação seriam:
� Temperatura de superresfriamento do eutético (TSE);
� Recalescência (∆∆∆∆T = TRE – TSE);
� Superresfriamento na nucleação (SN = TEE – TSE);
� Diferença entre a temperatura de recalescência do eutético e a temperatura 
do eutético metaestável teórico (∆∆∆∆Tcet = TRE – TEM).
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Solidificação de ferros fundidos
� Caso um metal base tenha um baixo grau de 
nucleação, haverá uma grande dificuldade para 
a formação de células eutéticas. 
� A curva de resfriamento, obtida apresentará
baixa TSE e alto SN (superresfriamento de 
nucleação).
� Além disso, como a nucleação foi atrasada, o 
crescimento será acelerado, causando uma 
forte recalescência (elevados valores de ∆∆∆∆T). 
� Outro parâmetro pode ser utilizado como indicador da tendência grafitizante do 
ferro fundido: ∆∆∆∆TCET. (TRE – TEM). 
� Com o aumento da eficiência da inoculação, o valor de ∆∆∆∆TCET aumenta. 
Determinação do grau de nucleação
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Solidificação de ferros fundidos
Determinação do grau de nucleação
Conhecendo o grau de nucleação natural do metal líquido é possível 
controlar a quantidade de inoculante necessário para evitar o coquilhamento 
(carbonetos) ou o excesso de inoculação.
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Solidificação de ferros fundidos
Determinação da tendência a microporosidade por análise térmica
� Pode-se determinar a tendência ao surgimento de microporosidades
realizando um balanço entre a contração e expansão durante a solidificação 
do metal.
� Durante a solidificação é possível identificar a contração e expansão do 
metal de acordo com o microconstituinte formado.
Inicio da 
solidificação 
– Surgimento 
das dendritas 
de austenita
Inicio da 
solidificação 
– Surgimento 
das dendritas 
de austenita
Crescimento 
do eutético –
austenita + 
grafita
Crescimento 
do eutético –
austenita + 
grafita
Estágios 
finais da 
solidificação
Estágios 
finais da 
solidificação
CONTRAÇÃO CONTRAÇÃOEXPANSÃO
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Solidificação de ferros fundidos
Determinação da tendência a microporosidade por análise térmica
Quanto maior o valor de K menor é a tendência da 
liga a apresentar microprosidades de contração.
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Solidificação de ferros fundidos
Determinação do número de nódulos ( Ferro Fundido Nodular)
Pode-se determinar o número de nódulos através da 
determinação de três fatores:
�Carbono equivalente;
�Grau de nucleação;
�Tempo de solidificação da seção de interesse.
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Solidificação de ferros fundidos
Micrografia de um Ferro fundido nodular com espessura de 60 mm com 
diferentes valores de Carbono Equivalente a) CE4.1, b) CE4.33, c) CE4.61, d) 
CE4.81.
Determinação do número de nódulos ( Ferro Fundido Nodular)
� Carbono Equivalente
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Solidificação de ferros fundidos
Determinação do número de nódulos ( Ferro Fundido Nodular)
� Grau de nucleação
� Pelas teorias clássicas de nucleação, 
cada nódulo de grafita nucleia e cresce 
sobre um núcleo estável no metal 
líquido.
� Dessa maneira, quanto maior o número 
de núcleos maior será o número de 
nódulos que surgirão durante a 
solidificação.
� Este parâmetro pode ser estimado pelo 
grau de super-resfriamento (DT) do 
metal.
T.L.
TSE
TE
DT
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Solidificação de ferros fundidos
Determinação do número de nódulos ( Ferro Fundido Nodular)
A tempo local de solidificação (Ts) é influenciada fortemente pela espessura da 
seção.
Em seções mais finas o tempo de solidificação é curto, favorecendo o surgimento de 
um maior número de nódulos.
Nº nódulos = axCE + bxDT + cx DT²+ dxTs + exTs² + f
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Solidificação de ferros fundidos
Considerações finais
- Em uma análise completa da curva de resfriamento, obtém-se todos os 
parâmetros em um curto intervalo de tempo;
- Método de análise simples;
- Resultados mais precisos que outros métodos de determinação de 
composição química;
- Permite que sejam tomadas ações corretivas durante a produção;
- Outras aplicações:
- Determinar morfologia da grafita dos ferros fundidos cinzentos;
- Determinar o grau de modificação da grafita após o tratamento com 
Mg (ferro fundido vermicular);
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Solidificação de ferros fundidos
Referências
DURAN, P.V. Emprego de analise térmica na solidificação de ferros fundidos. 1985. 
86p.Dissertação (Mestrado) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo.
SILVA, J.A. Análise térmica na solidificação de ferros fundidos. 2007. 119p.Dissertação 
(Mestrado) – Universidade Estadual de Campinas, São Paulo.
CABEZAS, C.S. Metodologia para estimativa do potencial de nucleação de um banho de ferro 
fundido com composição hipoeutética via análise térmica. 2005. 258p.Tese (Doutorado) – Escola 
Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo.
LARRANAGA,P. GUTIÉRREZ, J.M. A computer-aided system for melt quality and shrinkage 
propensity evaluation based on the solidification process of ductile iron. AFS transactions, 2008. 
American foundry society, Schaumburg, USA.
ZHENG,H. SUN,Y. ZHANG,N. An evaluation for the nodule count of graphite particles in ducitle
iron casting. ISIJ international, 2010.Japão.
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Solidificação de ferros fundidos
Classificação dos Ferros Fundidos
Ferros Fundidos Comuns
Cinzentos 
Brancos
Ferros Fundidos Especiais
NodularesVermiculares
Maleáveis
Ligados
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Solidificação de ferros fundidos
Classificação dos Ferros Fundidos
Cinzento
Nodular
Maleável
Branco
Vermicular
PERLÍTICO
FERRÍTICO
BAINÍTICO
MARTENSÍTICO
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Solidificação de ferros fundidos
Ferro Fundido Tipo σt
Mpa
σ
esc
Mpa
Along. 
(5cm)
Aplicações
Típicas
Cinzento
(3,2 C - 2 Si)
Perlítico 275 240 <1% Blocos de motor
Martensítico 550 550 nulo Superfícies sujeitas 
ao 
desgaste
Bainítico 550 550 nulo Eixos de cames
Ferrítico 172 138 < 1% Tubulações, bases de 
máquinas
Nodular
(3,5C - 2,5Si)
Ferrítico 413 275 18 Tubulações
Perlítico 550 380 6 Árvore de manivela
Revenido
Martensítico
825 620 2 Partes especiais de 
máquinasMaleável
(2,2C - 1Si)
Ferrítico 365 240 18 Ferramentas em 
geral
Perlítico 450 310 10 Equipamentos 
ferroviários
Revenido
Martensítico
700 550 2 Equipamentos 
ferroviários
Branco
(3,5 C - 0,5Si)
Perlítico 275 275 nulo Produtos resistentes 
ao desgaste
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Solidificação de ferros fundidos
Diagrama Estrutural para ferros fundidos. Maurer
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Solidificação de ferros fundidos
Diagrama Estrutural para ferros fundidos. 
Laplanche
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
Diagrama 
Estrutural para 
ferros fundidos. 
Patterson & Doepp
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
Ferro Fundido Nodular – grafita 
em nódulos (esferoidal)
Ferro Fundido Cinzento –
grafita em lamelas (veios)
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Solidificação de ferros fundidos
Ferro Fundido Vermicular ou de 
Grafita Compacta – grafita 
vermicular
Ferro Fundido Maleável –
ferrita, nódulos de grafita e 
algumas inclusões
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
Ferro Fundido Nodular com Matriz predominantemente Perlítica
Com a presença de Estruturas conhecidas como “Olho de Boi”
(Grafita Esferoidal cercada por Ferrita).Ataque: Nital. Aumento 200x.
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
Ferro Fundido Cinzento com Matriz predominantemente Perlítica.
Ataque: Nital. Aumento 200x.
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
Flake (Lamellar) Graphite Eutectic. The austenite-FG eutectic solidifies with 
the formation of eutectic colonies (cells) that are more or less spherical in 
shape. It is generally thought that each eutectic cell is the product of a 
nucleation event. The eutectic cell is made of interconnected graphite plates
surrounded by austenite. The degree of ramification of graphite within the cell
depends on undercooling, with higher undercooling resulting in more graphite
branching (Fig.16). The leading phase during the eutectic growth is the 
graphite. Graphite spacing is determined by the same parameters as for 
regular eutectics (see the article "Solidification of Eutectics" in this Volume), 
with branching occurring as a response to interface instability. In turn, 
interface instability is determined by localized changes in composition, 
convection currents, crystallographic orientation different from the heat
extraction direction, and a change in temperature gradient.
Growth in Multidirectional Solidification
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
Schematic of solidification of flake graphite. (a) Typical eutectic colonies (cells). 
(b) Growth sequence for a eutectic colony.
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Solidificação de ferros fundidos
SEM photomicrograph showing graphite, eutectic cell, and 
prior dendrite structure in gray cast iron. 200×. Courtesy of 
Gary F. Ruff, CMI International.
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Solidificação de ferros fundidos
The variations in graphite structures have been classified, together
with the length of the flakes, by standards that have been utilized for 
many years. Flake graphite in gray cast iron can be designated as:
· Type A, uniform distribution, random orientation
· Type B, rosette grouping, random orientation
· Type C, superimposed flake sizes, random orientation
· Type D, interdendritic segregation, random orientation
· Type E, interdendritic segregation, preferred orientation
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Solidificação de ferros fundidos
The formation of the eutectic flake graphite (Types A, B, C, and D) 
is greatly influenced by the amount by which the iron melt cools below the 
equilibrium temperature for the austenite-graphite eutectic before
appreciable solidification occurs.
Type A graphite undergoes only small amounts of undercooling.
Type D graphite undercools significantly below this equilibrium
temperature. 
The undercooling that occurs with Type B graphite is intermediate
between the two, producing fine graphite flakes, like Type D, in the center
of the eutectic cells or rosette and a coarser type like Type A at the outer
cell boundaries. 
Type E graphite occurs in strongly hypoeutectic gray irons with
carbon equivalents well below 4.3%. 
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
SEM photomicrographs illustrating variety of flake graphite structures
present in gray cast iron
(a) Type A 100× (b) Type A 430× (c) Type B 100×
(d) Type B 430× (e) Type D 2100× (f) Types D (fine) and
E(coarse) 100×
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Solidificação de ferros fundidos
Spheroidal Graphite Eutectic. 
Growth of the austenite-SG eutectic is more complicated and less
understood than that of the γ-FG eutectic, although a good number of 
theories have been proposed. The γ-SG eutectic is a divorced eutectic. 
It has been rather widely accepted that the growth of this eutectic 
begins with nucleation and the growth of graphite in the liquid, followed
by early encapsulation of these graphite spheroids in austenite shells
(envelopes). 
Graphite nucleation and growth deplete the melt of carbon in the vicinity
of the graphite; this creates conditions for austenite nucleation and 
growth around the graphite spheroid. Once the austenite shell is 
formed, further growth of graphite can occur only by solid diffusion of
carbon from the liquid through the austenite.
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Solidificação de ferros fundidos
However, recent research has shown that the solidification mechanism of SG 
iron is more complicated and that austenite dendrites play a significant role in 
eutectic solidification. The eutectic austenite is dendritic and can scarcely be
distinguished from primary austenite dendrites. The sequence of solidification is 
as follows:
· At the eutectic temperature, austenite dendrites and graphite spheroids
nucleate independently in the liquid
· Limited growth of spheroidal graphite occurs in contact with the liquid
· Flotation or convection then determines the collision of spheroidal graphite with 
the austenite dendrites
· Graphite encapsulationin austenite can occur before or immediately after the 
contact between graphite and austenite dendrites
· Further growth of graphite occurs by carbon diffusion through the austenite
shell
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Solidificação de ferros fundidos
Schematic illustrating the progression of growth in austenite-SG eutectic
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Solidificação de ferros fundidos
Many theories capitalize on the observation that the graphite/liquid surface
energy is higher in SG iron than in FG iron:
These theories explain spheroidal graphite formation by either simply
implying that a sphere will have less free surface energy than a lamella
with the same volume above a certain critical interface energy (Ref A) 
or by suggesting that the high interface energy will curve the growing
crystal in order to decrease the energy/volume ratio, resulting in 
spheroidal rather than lamellar graphite (Ref B).
Ref. A . H. Geilenberg, A Critical Review of the Crystallization of Graphite From Metallic
Solutions After the "Surface Tension Theory", in Recent Research on Cast Iron, H.D. 
Merchant, Ed., Gordon and Breach,1968, p 195.
Ref. B. J.P. Sadocha and J.E. Gruzleski, The Mechanism of Graphite Spheroid Formation
in Pure Fe-C-Si Alloys, in The Metallurgy of Cast Iron, B. Lux et al., Ed., Georgi Publishing, 
1975, p 443
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
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Solidificação de ferros fundidos
(a) Growth by two-dimensional nucleation on (1010) faces illustrates that steps on (0001) 
surfaces will advance only as far as bounding crystal edges. 
(b) Growth from step to twist boundary illustrates that the (1010) faces grow by nucleation
of planes at the step. Source: Ref32.
Growth of graphite in the 
<1010> direction. 
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Solidificação de ferros fundidos
Suggested ∆T-R correlation for (10 1 0) and (0001) crystal faces of graphite growing in 
various environments:
(a) Contaminated environment (for example, sulfur-containing iron-carbon-silicon alloy). 
(b) Pure environment (for example, iron-carbon-silicon alloy). 
(c) Environment with reactive impurities (for example, magnesium-containing iron-
carbon-silicon alloy). 
Three growth mechanisms are discussed: 
A, on the step of the defect boundary (Rstep); 
B, two-dimensional nucleation (R2D); 
C, screw dislocation (Rscrew). Source
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Solidificação de ferros fundidos
When weak, reactive impurities such as sulfur are present in the melt, a contaminated
environment occurs. These elements change the edge energy of steps, resulting in a 
relative position change of the growth rates involved, as shown in Fig. 23(a). The curve 
for growth on the step of a defect boundary, Rstep, is at a lower undercooling than those
for growth by two-dimensional nucleation, R2D, or by screw dislocation, Rscrew.
In a pure environment such as an iron-carbon-silicon alloy with no sulfur contamination, the 
growth rate curves are displaced to higher undercooling (Fig. 23b). In a melt of sufficient
purity, or when increasing cooling rate, the higher degree of undercooling may allow growth
with Rscrew so that graphite spheroids can form. This has been achieved
experimentally for pure nickel-carbon alloys by increasing the cooling rate of the melt, or for 
ultrapure iron-carbon alloys by cooling slowly in a vacuum.
In an environment with reactive impurities (for example, magnesium), the impurity will react
with the surface, and the growth at a step of a twist boundary will be neutralized. Only the 
curves for R2D and Rscrew are left, and they are displaced to greater undercoolings (Fig. 
23c).
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Solidificação de ferros fundidos
Another theory relates graphite shape in cast iron with undercooling
(kinetic plus constitutional) during solidification (Ref 5). As shown in 
Fig. 24, each graphite form has its own temperature for growth, which
is achieved by a specific cooling rate and composition. Steps on
surfaces can change graphite morphology from plate to rod. With an
increase in undercooling, pyramidal instabilities will occur on the faces 
of the graphite crystal. At undercoolings of 29 to 35 °C (50 to 65 °F), 
instabilities occur on the (1011) faces of the pyramid, and it is 
suggested that graphite spheroids form at these undercoolings. Finally, 
at large undercoolings of 40 °C (70 °F), the growth fo rm noted is a 
pyramidal one, bounded by (1011) faces. These pyramidal crystals are 
part of the series of imperfect forms observed particularly in thick-wall
SG iron castings.
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Solidificação de ferros fundidos
Correlation among the different
types of instability observed in 
graphite growth and growth morphologies
with increasing undercooling, ∆T:
(a) ∆T = 4 °C (7 °F). 
(b) ∆T = 9 °C (16 °F). 
(c) ∆T = 30 °C (54°F). 
(d) ∆T = 40 °C (72 °F). 
Source: Ref 5.
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Solidificação de ferros fundidos
Surface Adsorption Theory. This somewhat older theory of graphite
growth postulates that the change from lamellar to spheroidal graphite
occurs because of the change in the ratio between growth on the (1010) 
face and growth on the (0001) face of graphite (Ref 33). For equilibrium
conditions, the Gibbs-Curie-Wulf law states that the crystalline phase
with the higher interface energy has a slow rate of growth in the normal 
direction. Bravais's rule stipulates that the growth rate in the direction
normal to a plane is inversely proportional to the density of atoms located
on the plane.
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Solidificação de ferros fundidos
Accordingly, it follows that under equilibrium conditions the crystallographic plane with 
the highest density of atoms has the lowest interface energy and the minimum growth
rate in a direction perpendicular to the plane. Nevertheless, under the nonequilibrium
conditions prevailing during the solidification of cast iron, kinetic considerations become
important.
Assuming growth by two-dimensional nucleation, the highest rate of growth will be
experienced by the face with the higher density of atoms, where the probability for 
nucleation is higher. Therefore, in a pure environment, the highest growth rate will be in 
the (0001) direction of the graphite crystal. resulting in the formation of unbranched
single crystals (coral graphite). In a contaminated environment, surface-active
elements such as sulfur or oxygen are absorbed on the high-energy plane (1010), which
has fewer satisfied bonds.
Subsequently, the (10 1 0) plane face achieves a lower surface energy than the (0001) 
face, and growth becomes predominant in the (1010) direction, resulting in lamellar
(plate) graphite. Finally, the reactive impurities (such as magnesium, cerium, and 
lanthanum) in an environment scavenge the melt of surface-active elements (sulfur, 
diatomic oxygen, lead, antimony, titanium, and so on), after which they also block growth
on the (10 1 0) prism face. A polycrystalline spheroidal graphite results.
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Solidificação de ferros fundidos
Schematic of the change in the growth rate of graphite due to the absorption of foreign atoms
in spheroidal graphite eutectic. Three variations of an iron-carbon-silicon cast iron are as 
follows. (a) With nodularizer added as reactive impurity environment. (b)Pure environment. 
(c) Contaminated environment in which surface-active elements such as oxygen and sulfur
are absorbed into system. For (a) and (b), density in the basal plane, VB is greater than the 
density in the prism face, VP, and either branch polycrystalline or unbranched single crystals
result. For (c), VB < VP. Sulfur adsorption makes prism faces the most densely packed, and 
graphite flakes are subsequently formed.
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Solidificação de ferros fundidos
Compacted/Vermicular Graphite Eutectic. 
The sequence of growth of compacted/vermicular graphite during the 
eutectic transformation is shown schematically in Fig. 26, based on
experimental data from Ref 34 on rapidly quenchedsamples from
successive stages during the solidification process. It can be seen
that at the eginning graphite precipitates as spheroids, which then
degenerate during growth and subsequently develop into compacted
graphite. Compacted graphite develops as interconnected segments
within an austenitic matrix. Typical compacted graphite is shown in 
Fig.27.
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
Professor: Guilherme Verran 
Solidificação de ferros fundidos
Schematic of the sequence of development of compacted/vermicular graphite: 
(a) small spheroids; (b) and (c), some spheroids have tails; (d) compacted
graphite plus spheroidal graphite; and (e) compacted graphite.
Disciplina: Fundição dos metais e suas ligas
Professor: Guilherme Verran 
Solidificação de ferros fundidos