METAIS FERROSSOS AULA 03

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METAIS FERROSSOS
Prof.ª JOYCE BAHIA LACERDA OLIVEIRA
FERRO
• O nome "ferro" deriva do latim "ferrum“. Muitas histórias 
fabulosas apareceram ao longo dos séculos, como o que dizia 
que um meteoro de ferro caiu na Terra enviado dos céus como 
uma dádiva dos deuses ao Homem. Porém outra história mais 
convincente relata que: O primeiro ferro produzido foi obra do 
acaso, quando pedaços de minério de ferro foram usados em 
vez de pedras nas fogueiras de banquetes. Depois disso, foram 
aprimoradas as técnicas para fundir o ferro e utilizá-lo. 
Acredita-se que o ferro começou a ser utilizado por volta de 
3000 a.C. no Egito.
COMPOSIÇÃO
• O ferro gusa é a principal matéria prima do aço, sua 
composição aproximada é da ordem de: 
C = 3 a 6% 
Mn = 0,5 % 
Si = 1 a 4% 
P = o mais baixo possível (0,1%) 
S = o mais baixo possível (0,1%)
Aplicações
• Na fabricação de Ferro Fundido:
Aplicações
• Na fabricação de Aços:
AÇO
AÇO
• O aço é um material de grande importância nos dias de hoje. 
As diversas propriedades que lhe são atribuídas o tornam 
indispensável para o mundo como conhecemos hoje. Suas 
propriedades mecânicas e eletromagnéticas são largamente 
alteradas, através de diferentes processos de fabricação e 
diferentes concentrações de outros elementos a não ser o 
ferro (principal elemento). É por isso que o aço é largamente 
utilizado na construção civil, nas engenharias elétrica e 
mecânica e outras áreas.
DEFINIÇÃO DO AÇO
• Basicamente uma liga ferro-carbono com teor de carbono 
inferior a 1,8% em massa e susceptível de adquirir, por meio de 
tratamento mecânico e térmico, variadas propriedades, 
podendo conter em sua composição outros elementos como 
níquel, manganês, tungstênio, vanádio, cromo, silício, etc. 
Histórico do aço 
• Um dos primitivos métodos de obtenção do aço foi o a forja 
catalã, onde o minério de ferro era reduzido pelo carvão em 
uma instalação de pedra onde incidia um sopro de ar. O 
produto obtido era uma mistura pastosa de metal com escória, 
sendo esta eliminada por martelamento. A partir do século XV 
surgiram os primeiros altos-fornos, onde através do aumento 
da quantidade de ar soprado foi possível o aumento da 
temperatura e a conseqüente obtenção da mistura em estado 
líquido. Basicamente é este processo que produz a grande 
maioria do aço utilizado no mundo até os dias de hoje.
Histórico do aço 
• Mas a grande expansão do aço ocorreu no século XIX com a 
crescente demanda de um material versátil para dar suporte 
à Revolução Industrial que estava no seu auge. Os principais 
métodos de obtenção que despontaram nesta época e hoje 
em via de desaparecimento foram os processos Bessemer, 
Thomas e Siemens-Martin.
PROCESSOS DE OBTENÇÃO E TRANSFORMAÇÃO 
DO FERRO- GUSA
• Depois que o minério de ferro é beneficiado, ele vai para o 
alto-forno para se transformar em ferro-gusa. O ferro-gusa é a 
matéria-prima para a fabricação do aço e do ferro fundido. Só 
que nesse processo, a gente não coloca só o minério de ferro 
no alto-forno, põe fogo embaixo e pronto. O ferro-gusa 
também tem sua “receitinha” com “ingredientes” especiais. 
Esses ingredientes são os fundentes, os desoxidantes, 
desfosforizantes (materiais que ajudam a eliminar as 
impurezas) e os combustíveis.
componentes
• Escória: uma espécie de vidro de qualidade inferior que é produto da 
mistura entre a ganga e fundente.
• Ganga: Impurezas que ocorrem junto com o minério de ferro em estado 
bruto, compostas principalmente de silício, alumínio, cal e magnésio.
• Fundente: pedra de cal ou magnésio adicionada a massa incandescente 
para separar o ferro da ganga. O fundente com a ganga dá a escória, que 
por ser mais fusível e leve que o ferro se acumula sobre o metal líquido.
• Coque: desempenha uma dupla função na elaboração da gusa: a de 
combustível e a de redutor. O coque provém da destilação do carvão, que 
deve ser o mais puro possível para evitar resíduos como enxofre e 
fósforo. Como redutor absorve o oxigênio combinado com outros 
elementos.
Processo de obtenção da gusa
Introduz-se a carga, composta de minério de ferro, 
coque e fundente. - Entre 300ºC e 350ºC temos a 
dessecação, onde o vapor de água contido na carga 
é liberado. 
- Entre 350ºC e 750ºC ocorre a redução, onde o 
óxido de ferro perde o oxigênio.
- Entre 750ºC e 1150ºC temos a carburação, onde 
o ferro se combina com o carbono formando a 
gusa. 
- Entre 1150ºC e 1800ºC ocorre a fusão, onde a 
gusa passa para o estado líquido 
- Em torno dos 1600ºC ocorre a liquefação, onde a 
gusa se separa da escória
Transformação gusa-aço
• Para transformar a gusa em aço é preciso tirar uma parte 
de carbono do silício, do manganês, e a totalidade do 
fósforo e impurezas. Para isto é utilizado oxigênio puro ou 
o oxigênio presente no ar.
Jazidas e produtores de gusa
• O Brasil se destaca como produtor de ferro gusa a partir do 
carvão vegetal, sendo o maior produtor mundial. Maranhão e 
Pará concentram a maioria dos produtores. 
• A maior produtora de Ferro Gusa no Brasil é a Viena 
Siderúrgica do Maranhão S.A. que contem 5 altos-fornos.
FERROS FUNDIDOS
• É o termo genérico utilizado para as ligas Ferro-Carbono 
nas quais o conteúdo de Carbono excede o seu limite de 
solubilidade na Austenita na temperatura do eutéctico. A 
maioria dos ferros-fundidos contém no mínimo 2% de 
carbono, mais silício (entre 1 e 3%) e enxofre, podendo 
ou não haver outros elementos de liga. 
Ferros Fundidos - Classificação
• Os ferros fundidos apresentam uma extensa gama de 
resistências mecânicas e de durezas, e na maioria dos 
casos são de fácil usinagem. Através da adição de 
elementos de liga é possível obter-se excelente 
resistência ao desgaste, à abrasão e á corrosão, porém 
em geral a resistência ao impacto e a ductibilidade são 
relativamente baixas, limitando sua utilização em 
algumas aplicações. 
Ferros Fundidos - Classificação
De acordo com a composição química e com a distribuição 
de carbono na sua microestrutura, os ferros fundidos 
podem ser classificados em quatro grandes categorias:
• Branco 
• Cinzento 
• Maleável 
• Dúctil
Consumidores
• Os Estados Unidos passaram a ser nosso principal 
mercado comprador de ferro gusa em 2004, superando o 
Japão. As exportações para os Estados Unidos 
cresceram 103,35%, alcançando a soma de US$ 698,2 
milhões, contra US$ 343,3 milhões em 2003. O ferro 
gusa arrecadou US$ 194,6 milhões perdendo apenas 
para a exportação da madeira.
Meio ambiente
Obrigada pela atenção!