Tanto o aço quanto o ferro são ligas de ferro-carbono que contêm uma pequena quantidade de elementos de liga e impurezas. De acordo com os diferentes teores de carbono, eles podem ser divididos em:
- Ferro-gusa – contendo 2,0% a 4,5% de carbono
- Aço – contendo 0,05% a 2,0% de carbono
- Ferro forjado – contendo menos de 0,05% de carbono
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Ferro fundido
O que é ferro fundido?
O ferro fundido é uma liga de ferro-carbono com teor de carbono superior a 2%. O carbono do ferro fundido geralmente existe na forma de grafite e, às vezes, na forma de carbonetos.
Além do carbono, o ferro fundido também contém 1% a 3% de silício, além de manganês, fósforo, enxofre e outros elementos.
O ferro fundido de liga também contém elementos como níquel, cromo, molibdênio, alumínio, cobre, boro e vanádio.
Carbono e silício são os principais elementos que afetam a microestrutura e as propriedades do ferro fundido.
Tipos de ferro fundido
O ferro fundido pode ser dividido em:
1. Ferro fundido cinzento:
Com alto teor de carbono (2,7% a 4,0%), o carbono existe principalmente na forma de grafite escamosa e a superfície de fratura é cinza. Possui baixo ponto de fusão (1145°C a 1250°C), pequena retração de solidificação, resistência à compressão e dureza semelhante ao aço carbono e boa absorção de choque.
É usado para fabricar componentes estruturais, como bases de máquinas-ferramentas, cilindros e caixas.
2. Ferro fundido branco:
Com baixo teor de carbono e silício, o carbono existe principalmente na forma de carbonetos e a superfície de fratura é branca prateada.
Durante a solidificação, apresenta grande retração e está sujeito a furos e rachaduras. Possui alta dureza e fragilidade e não suporta cargas de impacto. É usado principalmente como peças brutas para ferro fundido maleável e para fazer peças resistentes ao desgaste.
3. Ferro fundido maleável:
Obtida pelo recozimento do ferro fundido branco, a grafite é distribuída em forma agrupada, comumente chamada de ferro dúctil. Sua microestrutura e propriedades são uniformes, resistentes ao desgaste e possuem boa plasticidade e tenacidade.
É utilizado para fabricar peças com formatos complexos e capazes de suportar fortes cargas dinâmicas.
4. Ferro fundido dúctil:
Obtido pela esferoidização da água férrica do ferro fundido cinzento. A grafite precipitada tem formato esférico, comumente chamada de ferro fundido nodular.
Possui maior resistência, melhor tenacidade e plasticidade do que o ferro fundido cinzento comum. É utilizado na fabricação de peças de motores de combustão interna, componentes automotivos, máquinas agrícolas, etc.
5. Ferro grafite compactado:
Obtido pela compactação e esferoidização da água férrica do ferro fundido cinzento, o grafite precipitado apresenta formato de verme.
Suas propriedades mecânicas são semelhantes às do ferro fundido nodular e suas propriedades de fundição estão entre o ferro fundido cinzento e o ferro fundido nodular. É utilizado na fabricação de peças automotivas.
6. Liga de ferro fundido:
Ferro fundido comum com uma quantidade adequada de elementos de liga (como silício, manganês, fósforo, níquel, cromo, molibdênio, cobre, alumínio, boro, vanádio, estanho, etc.) adicionado.
Os elementos de liga alteram a estrutura da matriz do ferro fundido, possuindo características correspondentes como resistência ao calor, resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência a baixas temperaturas ou não magnetismo.
É utilizado na fabricação de peças para mineração, máquinas químicas, instrumentos e medidores.
Aço fundido
O que é aço fundido?
Aço usado para fundição. É uma liga fundida que pode ser dividida em três tipos: aço fundido carbono, aço fundido de baixa liga e aço fundido especial.
Tipos de aço fundido
1. Aço fundido carbono:
Aço fundido em que o carbono é o principal elemento de liga e contém uma pequena quantidade de outros elementos. O aço fundido de baixo carbono contém menos de 0,2% de carbono, o aço fundido de médio carbono contém 0,2% a 0,5% de carbono e o aço fundido de alto carbono contém mais de 0,5% de carbono.
À medida que o teor de carbono aumenta, a resistência e a dureza do aço fundido com carbono aumentam. O aço fundido carbono possui alta resistência, plasticidade e tenacidade, menor custo.
É utilizado em máquinas pesadas para fabricação de peças que suportam grandes cargas, como estruturas de laminadores, bases de prensas hidráulicas; e utilizado em veículos ferroviários para fabricar peças sujeitas a grandes forças e impactos, como almofadas oscilantes, estruturas laterais, rodas e acopladores.
2. Aço fundido de baixa liga:
Fundição de aço contendo elementos de liga como manganês, cromo e cobre. A quantidade total de elementos de liga é geralmente inferior a 5%, o que apresenta maior tenacidade ao impacto e pode obter melhores propriedades mecânicas por meio de tratamento térmico.
O aço fundido de baixa liga tem melhor desempenho que o aço carbono, reduz o peso da peça e prolonga a vida útil.
3. Aço fundido especial:
Liga de aço fundido refinada para atender necessidades especiais. Existem muitas variedades, geralmente contendo um ou mais elementos de liga com alto teor para obter certas propriedades especiais.
Por exemplo, o aço com alto teor de manganês contendo 11% a 14% de manganês pode resistir ao desgaste por impacto e é usado principalmente em peças resistentes ao desgaste de máquinas de mineração e máquinas de engenharia; diversos aços inoxidáveis à base de cromo ou cromo-níquel, utilizados em peças que trabalham sob condições de corrosão ou altas temperaturas acima de 650°C, como corpos de válvulas, bombas, contêineres para indústria química ou carcaças de turbinas de usinas de grande capacidade.
O ferro nodular austenítico padrão ASTM D-5S requer um teor de carbono inferior a 2,0%.
