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Ferros FundidosFerros Fundidos

 Definição: Os ferros fundidos são, basicamente, ligas do sistema ternário Fe- C-Si contendo teores de carbono acima de 2%. Sua microestrutura pode apresentar parte do carbono sob a forma de grafita ou a de cementita (Fe3C). Em ambas as formas, os ferros fundidos apresentam ductilidade insuficiente para operações de conformação mecânica. Deste modo, os componentes fabricados em ferros fundidos só podem ser obtidos pelos processos de fundição. Outra característica relevante nos ferros fundidos é a sua relativa facilidade de fusão, quando comparado aos aços com baixo teor de carbono.

 Os ferros fundidos são classificados de acordo com a forma em que o carbono se apresenta na microestrutura:

• Ferro fundido branco
• Ferro fundido mesclado
• Ferro fundido cinzento
• Ferro fundido nodular ou ferro fundido dúctil
• Ferro fundido vermicular

1. FERRO FUNDIDO1. FERRO FUNDIDO BRANCO BRANCO  Definição: são ligas do sistema Fe-C-Si, contendo baixos teores de Si e que apresentam o carbono quase que inteiramente na forma de Fe3C, formando um constituinte com a austenita, denominado ledeburita. Apresenta elevada dureza, ductilidade nula e fratura de coloração clara.

 (^) Composição química típica: 1,80 a 3,60% Carbono(C) 0,50 a 1,90% Silício(Si) 0,25 a 0,80% Manganês(Mn) 0,06 a 0,20% Enxofre(S) 0,06 a 0,20% Fósforo(P)  (^) Propriedades típicas:

• elevada dureza
• baixa tenacidade
• elevada resistência ao desgaste
• baixa usinabilidade  (^) Aplicações: revestimento e chapas de desgaste, grelhas, revestimento de moinhos, anéis de moagem, fusos transportadores de minérios, calhas de escoamento.

2. FERRO FUNDIDO2. FERRO FUNDIDO MESCLADO OU MALEÁVEL MESCLADO OU MALEÁVEL  Definição: É o ferro fundido branco que, por um efeito da velocidade de resfriamento e/ou de altos teores de Si, apresentam uma microestrutura final composta por ferro fundido branco na superfície (formado pela elevada velocidade de resfriamento) e ferro fundido cinzento no núcleo do componente. A microestrutura é similar àquela de um ferro fundido nodular, que explica a relativamente alta resistência mecânica e apreciável ductilidade ou maleabilidade.

 Composição química típica: 2 a 2,8% C 0,9 a 1,6% Si 0,5% Mn 0,1% S 0,2% P  Propriedades típicas: alta resistência mecânica, baixa ductilidade e resiliência, boa resistência à compressão, fluidez no estado liquido o que permite a produção de peças complexas e finas.  Aplicações: conexões para tubulações, sapatas de freios, caixas de engrenagens, cubos de rodas, bielas, etc.

3. FERRO FUNDIDO3. FERRO FUNDIDO CINZENTO CINZENTO  Definição: é uma liga Fe-C-Si que apresenta uma parcela relativamente grande do carbono na forma livre (grafita em veios formando um esqueleto contínuo). A fratura apresenta coloração escura.

 (^) Composição química típica: 3,20 a 3,70% C 1,50 a 2,10% Si 0,3 a 0,80% Mn 0,06 a 0,20% S 0,06 a 0,20% P  (^) Propriedades típicas:

• boa resistência mecânica;
• alta capacidade de amortecer vibrações;
• excelente usinabilidade;
• ductilidade nula e tenacidade superior aos ferros fundidos brancos e
• fácil fusão – além de apresentar temperaturas de fusão relativamente baixas, a solidificação dos ferros fundidos cinzento apresenta uma expansão de volume devido a precipitação da grafita. Esta expansão pode superar a contração do líquido, minimizando a quantidade e o volume de massalotes para a alimentação das peças fundidas. De fato, peças de geometria complexa podem ser obtidas com projetos de alimentação simples.  (^) Aplicações: aplicações de baixa responsabilidade: utensílios domésticos; carcaças; tampas de poços. Elementos construtivos (buchas, rotores, carcaças de compressor, tubos e conexões); placas de embreagem; discos de freio; virabrequins; blocos de motor; cabeçotes; cilindros hidráulicos.

4. FERRO FUNDIDO4. FERRO FUNDIDO NODULAR NODULAR 

Definição: é uma liga Fe-C-Si em que o

carbono encontra-se na forma de

grafita esferoidal no estado bruto de

fundição. Tratamentos térmicos podem

ser aplicados (alívio de tensões,

recozimento, normalização, têmpera e

revenido, têmpera superficial,

austêmpera). Elementos de liga como

níquel, molibdênio ou cromo podem ser

usados para aumentar dureza e outras

propriedades. Os ferros fundidos

nodulares são mais fortes e muito mais

dúcteis do que no caso os ferros

fundidos cinzentos.

 (^) Composição química típica: 3,2 a 4,1% C 1,8 a 3,0% Si 0,1 a 1,0% Mn 0,005 a 0,020% S 0,01 a 0,1% P Obs.: teores acima de 0,020% S afetam o processo de nodulização da grafita. teores acima de 0,5% P provocam forte fragilização da microestrutura.  (^) Propriedades típicas:

• excelente ductilidade (de até 20% em componentes recozidos);
• tenacidade superior aos ferros fundidos brancos e cinzentos;
• limite de escoamento mais alto que os demais ferros fundidos e aços comuns;
• melhor resistência ao impacto e a fadiga que os ferros fundidos cinzentos;
• baixa capacidade de absorver vibrações e
• sua usinabilidade e a resistência ao desgaste dependem, basicamente, da microestrutura da matriz.  (^) Aplicações: válvulas para vapor e produtos químicos, cilindros para papel, virabrequins, engrenagens.