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Definição
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.
Classificação
Os
cinco tipos de ferros fundidos comercialmente existentes são o Cinzento,
Dúctil, Maleável, Grafítico compacto e Branco. Todos estes tipos,
exceto o Branco, são compostos de uma fase grafítica em uma matriz que
pode ser ferrítica, perlítica, bainítica, martensítica temperada ou
uma combinação destas.
Os ferros fundidos também
podem ser classificados em não-ligados ou ligados. Os não-ligados
constituem-se basicamente de ligas de ferro-carbono-silício contendo
pequenas quantidades de manganês, fósforo e enxofre. Os ferro fundidos
ligados, por sua vez, são divididos em tipos, de acordo com a sua aplicação
e propriedade: brancos resistentes à abrasão, resistentes à corrosão,
cinzentos de alta-resistência, dúcteis termoresistentes e brancos
termoresistentes.
Sistema de classificação
O
sistema de classificação dos aços varia de acordo com o tipo de ferro
fundido em função das suas faixas de composição química, de acordo
com a tabela abaixo:
| 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 |
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% |
Aplicações
· Ferro fundido cinzento :
este material é frágil e quebradiço devido a sua microestrutura, não
servindo muito bem a aplicações que requeiram elevada resistência à
tração. Sua resistência e ductilidade são maiores sob compressão, além
de terem excelentes capacidades de amortecimento de vibrações e elevada
resistência ao desgaste mecânico. São aplicados como componente
estrutural de máquinas e equipamentos pesados sujeitos à vibração, peças
fundidas de vários tipos que não necessitam de elevada resistência mecânica,
pequenos blocos cilíndricos, pistões, cilindros, discos de embreagem e
peças fundidas de motores a diesel.
Peças de motores de ferro fundido
· Ferro
fundido dúctil: sua estrutura nodular confere maiores resistência mecânica
e ductilidade ao material, aproximando suas características das do aço.
Suas aplicações incluem válvulas carcaça de bombas, virabrequins,
engrenagens, pinhões, cilindros e outros componentes de máquinas e automóveis.
Virabrequim de ferro fundido
· Ferro fundido branco:
extremamente duro e frágil, chegando a ser inadequado para a usinagem em
alguns momentos. Sua aplicação é restrita aos casos em que dureza
elevada e resistência ao desgaste são necessárias, como nos cilindros
de laminação. O ferro fundido branco, geralmente, é utilizado como um
processo intermediário na produção do ferro fundido maleável.
· Ferro fundido maleável:
produto da transformação do ferro fundido branco após tratamento térmico
em temperatura e atmosfera adequada. Apresenta características de elevada
resistência mecânica e consideráveis ductilidade e maleabilidade. É
aplicável tanto em temperaturas normais quanto mais elevadas. Flanges,
conexões para tubos, peças para válvulas ferroviárias e navais, e
outras peças para indústria pesada são algumas das aplicações típicas
do ferro fundido maleável.
· Ferro fundido grafítico
compacto: suas propriedades variam entre as do ferro fundido cinzento e as
do dúctil. Em comparação com os ferros fundidos cinzentos, os grafíticos
compactos possuem maior resistência mecânica, maiores ductilidade e
tenacidade e menor oxidação a temperaturas elevadas. Já na comparação
com os ferros fundidos dúcteis, possuem menor coeficiente de expansão térmica,
maior condutibilidade térmica, maior resistência ao choque térmico,
maior capacidade de amortecimento, melhor fundibilidade e melhor
usinabilidade. Dentre as aplicações típicas, podem ser citadas: base
para grandes motores a diesel, cárteres, alojamentos de caixas de
engrenagens, alojamentos para turboalimentadores, suportes de rolamentos,
rodas dentadas para correntes articuladas, engrenagens excêntricas,
moldes para lingotes, coletores de descarga de motores e discos de freio.
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