ferros fundidos

Prévia do material em texto

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
INSTITUTO FEDERAL SUL-RIO-GRANDENSE
CURSO TÉCNICO DE ELETROMECÂNICA
DISCIPLINA DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA
Ferros Fundidos
Definição:
	Esse material é “filho” do gusa, funde a temperaturas bem mais baixas que o aço e apresenta características que o tornam um material único, indicado para aplicações bem específicas.
	Os ferros fundidos são ligas de ferro e carbono com teores elevados de silício, só que nesse “irmão” do aço, o carbono está presente com teores entre 2 e 4,5% e o silício, frequentemente apresenta teores maiores que do carbono, portanto, mais duros do que o aço. Além disso, por causa do silício, forma-se grafite em sua estrutura. Por isso eles são mais frágeis! Desta forma, não é possível forjá-los, estirá-los, laminá-los ou vergá-los em qualquer temperatura.
	A transformação do gusa em ferro fundido acontece em dois tipos de fornos: o forno elétrico e o forno cubilô. No forno elétrico, o processo é semelhante ao de produção do aço.
	O forno cubilô trabalha com ferro-gusa, sucata de aço, calcário (para separar as impurezas), ferro-silício, ferro-manganês e coque, como combustível. Ele funciona sob o princípio da contra-corrente (como o alto-forno), ou seja, a carga metálica e o coque descem e os gases sobem.
	Nessa calha, há uma bacia que separa a escória do metal. Esta, por apresentar menor densidade, flutua e escorre lateralmente. O ferro corre para a panela de fundição.
	O forno cubilô não permite que se faça um controle rigoroso da composição química do metal. Por isso, ele é empregado para a produção de ferro fundido que será usado na fabricação de peças que não sofrerão grandes esforços. Para a produção de ferros fundidos de alta qualidade, são usados fornos elétricos ou fornos cubilô em conjunto com os fornos elétricos.
Classificação:
	Os ferros fundidos apresentam-se como:
		Ferro fundido cinzento
		Ferro fundido branco
		Ferro fundido maleável
		Ferro fundido nodular (dúctil)
		Ferro Fundido Vermicular
Ferro fundido cinzento: liga ferro-carbono-silício, com teor de carbono acima de 2,0% e silício presente em teores de 1,20 % a 3,00 %. Carbono livre na forma de lamelas ou “veios” de grafita. Fratura de coloração escura. Os ferros fundidos mais usados são os cinzentos.
Ferro fundido branco: liga ferro-carbono-silício. teor de silício é menor que o cinzento, deste modo quase todo o carbono apresenta-se combinado. Fratura de coloração clara e são de relativamente baixo uso comercial devido a sua grande dureza e fragilidade e baixa usinabilidade.
Ferro fundido maleável: Fe-C-Si. Grafita na forma de “nódulos” (em vez de veios), devido a um tratamento térmico especial (“maleabilização”) a que se submete um ferro fundido branco;
Ferro fundido nodular: Fe-C-Si. Grafita na forma esferoidal, resultante de um tratamento realizado no material ainda no estado líquido (“nodularização”). 
Ferro Fundido Vermicular: Fe-C-Si na forma de vermes, resultante de um tratamento realizado no ainda no estado líquido como no caso do nodular, porém de forma interrompida, ou que adição de menor quantidade de liga. A composição do ferro fundido vermicular é muito similar à do cinzento. A grande diferença está na presença de magnésio. No tradicional, o cinzento, não há magnésio, ou há quantidade muito pequena. No vermicular, o elemento químico tem de ser mantido em uma faixa bastante estreita, entre 0,010% e 0,012%. Se houver mais do que isso, o ferro deixa de ser vermicular e perde suas características.
Tipo
C
Si
Mn
P
S
Cinzento
2,5 - 4,0 %
1,0 - 3,0 %
0,2 - 1,0 %
0,002 - 1,0 %
0,02 - 0,25 %
Grafítico compacto
2,5 - 4,0 %
1,0 - 3,0 %
0,2 - 1,0 %
0,01 - 0,1%
0,01 - 0,03 %
Dúctil (Nodular)
3,0 - 4,0 %
1,8 - 2,8 %
0,1 - 1,0 %
0,01 - 0,1 %
0,01 - 0,03 %
Branco 
1,8 - 3,6 %
0,5 - 1,9 %
0,25 - 0,8 %
0,06 - 0,2 %
0,06 - 0,2 %
Maleável
2,2 - 2,9%
0,9 - 1,9 %
0,15 - 1,2 %
0,02 - 0,2 %
0,02 - 0,2%
Classificação quanto ao teor de carbono:
Ferro fundido hipoeutético, com teor de carbono entre 2,11 e 4,3 % de C.
Ferro fundido hipereutético, com teor de carbono acima de 4,30%.
Ferro-fundido eutético, com teor de carbono de 4,3 % C a 11480C.
Importante:
Os conceitos de variação das propriedades em função do teor de carbono que se aplicam nos aços não podem ser aplicados nos ferros-fundidos.
Os ferros fundidos cinzentos a medida que o carbono aumenta se tornam mais moles, menos resistentes e mais usináveis. Entretanto, sua ductilidade, qualquer que seja o teor de carbono, é praticamente nula, devido à presença do teor de carbono em veios de grafita.
Através de procedimentos especiais podem ser desenvolvidos os ferros fundidos maleável e nodulares com a ductilidade melhorada.
Tipo de ferro fundido�
Propriedades�
Produtos�
�
Ferro fundido cinzento�
Boa usinabilidade.
Capacidade de amortecer vibrações.�
Blocos e cabeçotes de motor, carcaças e platôs de embreagem, discos e tambores de freio; suportes, bases e barramentos de máquinas industriais.�
�
Ferro fundido branco�
Dureza e fragilidade.
Elevada resistência à compressão.
Resistência ao desgaste e à abrasão.�
Equipamentos de manuseio de terra, mineração e moagem; rodas de vagões; revestimentos de moinhos.�
�
Ferro fundido maleável preto (americano) ou branco�
Alta resistência mecânica e alta fluidez no estado líquido.
Resistência ao choque e às deformações.�
Suportes de molas, caixas de direção, cubos de roda; conexões para tubulações hidráulicas e industriais; suportes de barras de torção, copos de mancais, flanges para tubos de escapamento.�
�
Ferro fundido nodular�
Ductilidade, tenacidade, usinabilidade.
Resistência mecânica e à corrosão.�
Mancais, virabrequins, caixas de diferencial, carcaças de transmissão, caixas satélites para automóveis, caminhões e tratores.�
�