Introdução aos Processos de Fundição e Siderurgia

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Fundição e 
Processos 
Siderúrgicos 
Introdução aos Processos de 
Fundição e Siderurgia 
Prof. Msc. Rafael Misael Vedovatte
• Unidade de Ensino: 01 
• Competência da Unidade: Conhecer a importância, vantagens, limitações e 
perspectivas do processo de fundição
• Resumo: Nessa aula você conhecerá a classificação dos processos de fundição e as 
considerações de projeto de peças fundidas
• Palavras-chave: Fundição e Siderurgia
• Título da Teleaula: Introdução aos Processos de Fundição
e Siderurgia
• Teleaula nº: 01
Contextualização da teleaula
Fonte: https://bit.ly/2GlEiTl, https://bit.ly/2JA6d2u, https://bit.ly/2xKJRWE e 
Contextualização da teleaula
Fonte: https://bit.ly/2XVRuYN, https://bit.ly/2XWeiaZ, https://bit.ly/2XDL6kU e https://bit.ly/2G5uSeb 
Conceitos
Fundição
• História 
• Importância
Siderurgia
• Ligas Metálicas Ferrosas 
e não Ferrosas
História
Fonte: https://bit.ly/2XHkzIc, https://bit.ly/30uGHT2, Livro didático da disciplina, https://bit.ly/2YMwgK8 e https://bit.ly/2JGVMtR 
Evolução da Metalurgia e Siderurgia
Combustível
Fundentes
Propriedades e 
Aplicações
Fundição
• Processo de fabricação onde a peça é obtida através da moldagem 
de um metal no estado líquido;
• A moldagem é geralmente realizada vazando-se o metal líquido em 
uma cavidade com geometria equivalente ao negativo da peça.
Vantagens
Limitações
X
Fonte: https://bit.ly/2XXiC9Y e https://bit.ly/2G5uSeb 
Siderurgia
• É o ramo da metalurgia que se dedica à fabricação e tratamento de aços e 
ferros fundidos. 
Relembre
• Ferro (Fe): Elemento Químico 
• Aço: Liga Metálica Ferro Carbono
Minério de Ferro + Calcário + Coque (Temperatura: 1400-1500 °C) 
+
Fonte: https://bit.ly/2LfShOr, https://bit.ly/2LIMoZA, https://bit.ly/2YPJztl e https://bit.ly/2XYGwSs 
+
Ferro-gusa
Conversor
Siderurgia
• Aciaria: Setor da siderúrgica onde o ferro-gusa é convertido em aço 
• Conversor L.D. (Gusa + Sucata + Fundente + Oxigênio)
Fonte: https://bit.ly/2LfShOr, https://bit.ly/2JGVMtR e https://bit.ly/32h92y5 
Comp. Genérica do Ferro-Gusa
Carbono 3,5 a 4,5%
Silício 0,3 a 2%
Enxofre 0,01 a 0,1%
Fósforo 0,05 a 2%
Manganês 0,5 a 2%
Aço LíquidoCarro Torpedo
Processos de Fundição (Aço)
• Lingotamento
• Aço vazado diretamente na lingoteira;
• Aço vazado em um duto vertical, atingindo a lingoteira pela base;
• Lingotamento contínuo.
Fonte: https://bit.ly/2Lgjvoc e https://bit.ly/2SqRMlp
Ligas Metálicas Ferrosas e Não Ferrosas
• Os metais são os materiais mais utilizados na construção mecânica
devido às suas propriedades e desempenho quando submetidos aos
mais diversos tipos de solicitações.
Ferrosas 
Não Ferrosas
Fonte: https://bit.ly/2XXp54S e https://bit.ly/2JCUmkl
Resolução da SP
Empresa de Fundição 
de Peças Metálicas
• Aço
Resolução da SP
• Quanto o aço está presente
na vida das pessoas?
• Você é capaz de imaginar
como seria a vida das
pessoas sem a presença do
aço?
Resolvendo a Situação Problema 01
Quanto o aço está presente na vida das pessoas? 
• Em eletrodomésticos, o aço representa mais de 50% de massa;
• Em um automóvel, aproximadamente 56% na massa é aço;
• Em um refrigerador, em torno de 55%;
• Em um fogão, mais de 75% é produzido de aço.
A engenharia deve concentrar esforços para melhorar
a transformação do aço a cada dia, em termos de custos, 
produtividade e qualidade dos materiais empregados.
Resolvendo a Situação Problema 01
• Elementos de liga (Aço)
Melhorar a transformação do aço, em
termos de custos, produtividade e
qualidade.
Fonte: https://bit.ly/2S9zoxj
Você é capaz de imaginar como seria a vida das pessoas sem a presença 
do aço?
• Ligas de Alumínio: Construção Civil e Arquitetura;
• Ligas de Magnésio: Componentes automotivos;
• Ligas de Titânio: Aeronáutica e Aeroespacial.
Exemplos de outras Ligas Metálicas
Conceitos
Processos mecânicos e 
Processos metalúrgicos
Moldes para Fundição
Processos Mecânicos e Processos Metalúrgicos 
Fonte: Livro didático da disciplina
Moldes para Fundição
Nos processos de fundição e solidificação, é necessário formar a peça
utilizando-se um molde no qual o metal líquido é derramado,
solidificando-o e fazendo com que a peça tome a forma do molde.
• Ser capaz de suportar altas temperaturas de fusão;
Tipos de Moldes 
• Refratários – propriedades da areia de fundição 
• Metálicos Permanentes 
Fundição em Moldes Refratários
• Areia
• Elementos Ligantes
• Aglomerados
Fonte: Livro didático da disciplina
Areia a verde
Areia a verde
Umidade 
Fundição em Moldes Refratários
• Areia
• Elementos Ligantes
• Aglomerados
Fonte: Livro didático da disciplina
Areia seca
Areia Seca
Umidade 
• Maior resistência para suportar a pressão do metal fluído;
• Maior estabilidade dimensional e Maior dureza;
• Melhor permeabilidade e Melhor acabamento superficial.
Fundição em Moldes Metálicos Permanentes 
• Outros tipos de processos de fundição utilizam moldes ou matrizes
que são preservados para que sejam fundidas outras peças;
Construídos: Ferro e aço tratado
Temperatura de Fusão da Liga Metálica
Utilização de Ligas Não Ferrosas 
• Fundição por Injeção ou sob pressão
• Dimensões limitadas das peças = massa < 5kg
Fonte: https://bit.ly/30B1wMV
Resolução da SP
Empresa de Fundição
• Fabricação de um 
Componente
• Liga de aço com baixo 
teor de carbono
Resolução da SP
• Massa igual a 1,75 kg;
• Resistência à tração 410 Mpa;
• Limite de escoamento 250 Mpa.
• Alongamento de 34%;
• Qual processo de fundição indicado
para esta situação?
• Esse é o processo mais adequado?
Resolvendo a Situação Problema 02
Qual processo de fundição indicado para esta situação?
• Processo de fundição que utilizam areia de moldagem;
• Avaliar as características da peça.
Fonte: https://bit.ly/2JykQEA e https://bit.ly/2NZrF6u
Resolvendo a Situação Problema 02
Qual processo de fundição você indica para esta situação?
Fonte: Livro didático da disciplina
Esse é o processo mais adequado?
• Muitas peças podem ser produzidas por mais
de um tipo de processo de fundição, além de
outros processos, processos mecânicos e
processos metalúrgicos.
• A escolha deve sempre levar em consideração
as características da peça e a viabilidade técnica
e econômica
Fonte: https://bit.ly/2NWl0Ka
Interação
Classificação 
• Aço
• Ligas de Alumínio
Nomenclatura das Ligas Metálicas
Fonte: https://bit.ly/2LW77ZY e https://bit.ly/2LW7N1s 
Conceitos
Considerações de 
projeto de peças 
fundidas
Considerações de Projeto de Peças Fundidas
• Fundição por moldagem em areia;
• Areia a verde
Relembre - Fatores
• Especificação da peça;
• Liga Metálica – contração do metal;
• Detalhes de forma e dimensões;
Confecção do Modelo
Fonte: Livro didático da disciplina
Considerações de Projeto de Peças Fundidas
• Moldagem em areia
Fonte: Livro didático da disciplina
Parâmetros 
• Espessura (Usinagem);
• Ângulos de Saída
• Contração Linear e do macho
• Cantos Arredondados
Considerações de Projeto de Peças Fundidas
Qualidade
• Considerar os efeitos da contração de volume do material. 
• Evitar fazer mudanças bruscas nas seções e cantos vivos.
• Uniformizar as espessuras tanto quanto possível.
• Evitar a presença de ressaltos e saliências nas peças.
• Usar reforços e nervuras.
• Prever sobre metal para usinagem e para 
compensar a contração no estado sólido
Considerações de Projeto de Peças Fundidas
• Considerar os efeitos da contração de volume do material. 
Fonte: Livro didático da disciplina
Considerações de Projeto de Peças Fundidas
Qualidade Custo Desempenho Prazo de Entrega
Volume Precisão Acabamento Consumo
Modo como será efetuada a limpeza das peças, remoção da 
areia de partes de difícil acesso como furos, reentrâncias e 
saliências.
Fonte: Livro didático da disciplina
Considerações de Projeto de Peças Fundidas
• Raios de Canto
Fonte: Livro didático da disciplina
• Ângulo de Saída 
Massalote
Rechupe
• Vocabulário
Conceitos
Defeitos naFundição 
Defeitos em Peças Fundidas
Defeitos
Fonte: https://bit.ly/2Lq7b4X
Rebarba Metálica Veiamento
Defeitos em Peças Fundidas
Defeitos
Fonte: https://bit.ly/2Lq7b4X
Rebarba de Ângulo Levantamento do Molde
Defeitos em Peças Fundidas
Defeitos
Fonte: https://bit.ly/2Lq7b4X
Erosão de Areia Macho Quebrado
Defeitos em Peças Fundidas
Defeitos
Fonte: https://bit.ly/2Lq7b4X
Porosidade Trica a frio
Defeitos em Peças Fundidas
Defeitos
Fonte: https://bit.ly/2Lq7b4X
Cavidades Rechupes
Resolução da SP
Empresa de Fundição
• Estabelecer um 
fluxograma para o 
processo de fundição de 
uma peça que será 
produzida sob demanda
Resolução da SP
• Massa igual a 1,75 kg;
• Resistência à tração
410 Mpa;
• Limite de escoamento
250 Mpa.
• Alongamento de 34%;
Resolvendo a Situação Problema 03
Fonte: Livro didático da disciplina e https://bit.ly/2LqtBmq
Resolução da SP
Avançando na Prática
• Ajuste no processo 
de fundição em areia
Resolução da SP
• Como você avalia tal problema?
• Quais as possíveis origens desse
defeito?
• O que você sugere para que o
processo de fundição garanta
que as peças não apresentem
tais defeitos?
Avançando na Prática
• Vazios em algumas partes da peça – Porosidade
• Ausência de canais de saída de gases e baixa permeabilidade da areia de 
fundição 
• Retenção de ar na cavidade do molde
• Formação de Bolhas 
• Impedindo um perfeito preenchimento.
Defeito
Avançando na Prática
• Moldes da peça em questão não possuíam canais de saída de gases;
• O controle da areia falhou;
• Massalote não foi projetado corretamente.
Investigação
Avançando na Prática
• Uso de uma boa areia de moldagem;
• Permeabilidade;
• Utilização de canais para facilitar a saída de 
gases;
• Uso de alimentadores (massalote) no projeto 
do molde.
Resolução
Fonte: https://bit.ly/2xMuJrB
Interação
Dúvidas?
Recapitulando
Fonte: https://bit.ly/2XHkzIc, https://bit.ly/2YMwgK8 e https://bit.ly/2JGVMtR e https://bit.ly/2Lgjvoc e https://bit.ly/2Y7dL6k
Recapitulando
Fonte: Livro didático da disciplina e https://bit.ly/2JCUmkl
Areia Seca
Areia a verde
Recapitulando
Fonte: Livro didático da disciplina
Tipos de Moldes - Refratários 
Tipos de Moldes - Metálicos 
Recapitulando
Fonte: Livro didático da disciplina e https://bit.ly/2Lq7b4X
DefeitosQualidade