[Processos de Fundição] Aula 10 - Ferros Fundidos

[Processos de Fundição] Aula 10 - Ferros Fundidos

(Parte 1 de 3)

Prof. BrennoFerreira de Souza –Engenheiro Metalúrgico

Introdução

Ferros fundidos são, basicamente, uma classe de ligas ferrosilício, com teor de carbono acima de 2,0 %.

Na prática, entretanto, a maioria dos ferros fundidos contém entre 3 e 4,5% de carbono, além da presença de outros elementos de liga.

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Introdução

As temperaturas de fusão de ligas de ferro fundido são bem inferiores as do aço, o que as tornam adequadas para processos de fundição.

Ferros fundidos são muito frágeis e a fundição é a técnica de fabricação mais conveniente nesses casos.

Devido à importância do silício, que sempre está presente na composição do ferro fundido, em percentuais que variam de 1 a 3%, essa liga geralmente é denominada de ternária (Fe-C-Si).

O silício tem a função de favorecer a formação da grafita, preferencialmente à cementita.

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Fase Metaestável

A cementita (Fe3C) é um composto metaestável e sob certas condições ela pode dissociar, ou seja, decompor formando ferrita α e grafita (forma alotrópica do carbono), da seguinte forma:

Fe3C 3Fe (α) + C (grafita)

Prof. BrennoFerreira de Souza –Engenheiro Metalúrgico Diagrama Fe-C

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Principais Elementos de Liga

Silício

• Grafitizantes: deslocam o eutético da liga Fe-C, promovendo a formação da fase estável, grafita.

Cromo • Estabilizador da cementita: forte formador de carbonetos.

TEE: Temperatura Eutéticado estável TEM: Temperatura Eutéticado metaestável

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Ferros Fundidos

Por terem um teor de carbono mais elevado do que o dos aços, os ferros fundidos são mais frágeis, não sendo possível forjá-los, estirá-los, laminá-los ou vergálos em qualquer temperatura.

A tendência a formar grafita é regulada pela composição e taxa de resfriamento.

A formação de grafita é promovida pela presença de silício em concentrações maiores que 1%.

Também, menores taxas de resfriamento durante a solidificação favorecem a formação de grafita (grafitização).

Para muitos ferros fundidos, o carbono existe como grafita e a microestrutura e comportamento mecânico dependem da composição e tratamento térmico.

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Carbono Equivalente

Faixa aproximada de carbono e silício nas ligas ferrosas.

Ceq= (%C) + 1/3 (%Si)

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Tipos de Ferros Fundidos

Tipos de Ferros Fundidos:

• Branco: Carbono na forma de cementita • Cinzento: Carbono em lamelas e veios de grafita

• Mesclado: Mistura de Branco e Cinzento

• Maleável: Branco com tratamento para grafitização (maleabilização).

• Nodular: Carbono na forma de grafitas em nódulos

• Vermiculares: Carbono na forma de grafita em escamas (grafitas vermiculares)

Prof. BrennoFerreira de Souza –Engenheiro Metalúrgico Tipos de Ferros Fundidos

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Tipos de Ferros Fundidos

Faixa de composição química para os diferentes tipos de ferros fundidos.

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Solidificação

Curva de resfriamento de um Ferro Fundido Cinzento hipoeutético.

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Solidificação

Curva de resfriamento de ferros fundidos brancos e mesclados.

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