Ferros fundidos

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Ferros fundidos

  1. 1. A.S.D’OliveiraFerro Fundido
  2. 2. A.S.D’OliveiraFerros fundidosLigas ferrosas contendo 2.1%-4% C e 1%-3% Si- composição torna-os excelentes para fundição- a fabricação de ferros fundidos é várias vezessuperior a de qualquer outro metal fundido,excepto lingotes e tarugos de aço que serãoposteriormente trabalhados.
  3. 3. A.S.D’OliveiraFerros FundidosInstabilidade da Fe3C:Cementita/ grafita em flocos/ grafita em nodulos
  4. 4. A.S.D’OliveiraCorrelação dos teores de C e de Si presente nos aços e FF (a maioria dosaços apresenta baixo %Si e os FF elevado %Si).FF ductil é processado a partir do FF cinzento e o FF maleável é decorrente detratamento térmico do FF branco.açosFF cinzentoFFbrancoFerro fundido vs aços
  5. 5. A.S.D’OliveiraDiagrama de equilíbrio Fe-CFormação da grafita é favorecida por:• Si > 1 wt%• resfriamento lento16001400120010008006004000 1 2 3 4 90Lg +L + GraphiteLiquid +Graphite(Fe) Co, wt% C0.65740°CT(°C)g + Graphite1001153°CgAustenite 4.2 wt% C + g
  6. 6. A.S.D’OliveiraTipos de ferros fundidos• O mais importante é o ferro fundido cinzento• Outros tipos incluem FF ductil, FF branco, FF maleávele vários outros tipos de FF.• FF ducteis e maleáveis apresentam composição químicasimilar aos FF cinzento e branco, respectivamente, masresultam de processamento diferenciado.
  7. 7. A.S.D’OliveiraFF cinzento• Grafita em flocos• Frágil sob tensão trativa• Resistência sob compressão• Resistência ao desgaste• Excelente absorção de vibraçõesTipos de ferros fundidos
  8. 8. A.S.D’OliveiraTipos de grafita nos ferros fundidos cinzentosPropriedades mecânicas dos ferros fundidos cinzentos:
  9. 9. A.S.D’OliveiraTipos de ferros fundidosFF ductil/nodular• Adição de Mg ou Ce• Grafita em nodulos• Matriz perlitica – melhorductilidade
  10. 10. A.S.D’Oliveira- Melhores propriedades mecânicas (ductilidade e resistência mecânica) dentre osferros fundidos- Algumas aplicações: tubos centrifugadospara saneamento válvulas para vapor eprodutos químicos, cilindros para papel,virabrequins, engrenagens, etc.- Microestruturas:GN + ferritaGN + perlitaGN + ferrita/perlitGN + austenita/ferrita (ADI)Tipos de ferros fundidosFF ductil/nodular
  11. 11. A.S.D’OliveiraferritaperlitaFF cinzentos FF nodularesGrafita – nodulosducteisGrafita – flocosfrágeisTipos de ferros fundidos
  12. 12. A.S.D’OliveiraTipos de ferros fundidosFF branco• <1wt% Si• duro e frágil• Mais cementita• Excelente resistência aodesgaste
  13. 13. A.S.D’OliveiraTipos de ferros fundidosFF maleável• Tratamento térmico do FFbranco a 800-900ºC• Grafita aparece em rosetas• Mais ductil
  14. 14. A.S.D’OliveiraFerro fundido Branco x Ferro fundido cinzento- Possui o carbono não dissolvidoprecipitado na forma de carbonetos.- Microestruturas:- Ledeburita + perlita + cementita- Ledeburita- Ledeburita + cementita- Elevadas dureza e resistência aodesgaste, que podem ser melhoradaspela adição de elementos como Cr eMo.- Muito baixas tenacidade eductilidade.- Praticamente todo o carbono não dissolvido naaustenita ou ferrita se precipita na forma degrafita em veios ou lamelar. Isso só acontece seo ferro fundido tiver adições de 1% a 3% Si e sefor resfriado de forma “lenta” no molde defundição- Microestruturas:- grafita + ferrita- grafita + perlita- grafita + ferrita/perlita- Material “fácil de se fundir”- Boa usinabilidade- Baixa ductilidade e tenacidade, devido ao efeitode entalhe da grafita em veios- Resistência à tração entre 28kgf/mm2 e 42kgf/mm2. Resistência à compressão 3X maior.- Boa capacidade de amortecimento.
  15. 15. A.S.D’OliveiraFerro fundido brancoFerro fundido cinzento perlíticoferríticoFerro fundido nodular perlíticoferríticoferríticoperlíticoFerro fundido maleávelFERROS FUNDIDOSFerro Fundido
  16. 16. A.S.D’OliveiraFerro Fundido
  17. 17. A.S.D’OliveiraTratamentos térmicosde ferros fundidos
  18. 18. A.S.D’Oliveira- Alívio de tensões (550-590oC)  Não produz modificaçõesmicroestruturais significativas, somente alívio de tensões pormicrodeformações pláticas. Alivia as tensões do processo de fundição.- Normalização (900 – 950oC)  resfriamento ao ar. Produz uma matrizperlítica.- Recozimento ferritizante  tratamento entre as temperaturas superioreutetóide e inferior eutetóide, podendo ou não ser precedido de uma etapaa 900-950oC. Este tratamento provoca a grafitização da perlita. A etapa dealta temperatura pode servir para dissolver carbonetos eventualmenteexistentes.- Têmpera e revenidoTratamentos térmicos aplicáveis aos ferrosfundidos nodulares:
  19. 19. A.S.D’OliveiraTratamentos térmicos aplicáveis aos ferros fundidos nodulares:RecozimentoNormalizaçãoTempera
  20. 20. A.S.D’OliveiraMicroestruturas de ferros fundidos nodulares:a) Ferrítico (como fundido)b) Ferrítico-perlíticoc) Ferrítico (recozido)d) Temperado e revenido para255HB
  21. 21. A.S.D’OliveiraMicroestruturas de ferros fundidos nodulares (continuação):ferrítico perlítico martensítico
  22. 22. A.S.D’OliveiraTratamento térmico de austêmperaAustêmpera (ADI) realizada de formasemelhante aos aços, porémdeve produzir uma matrizausteno-ferrítica(“ausferrite”), o que significaque o tratamento isotérmicodeve ser interrompido em umtempo certo para nãoproduzir uma matriz de ferritae carbonetos.
  23. 23. A.S.D’OliveiraMicroestruturas austemperadas (ADI)T = 260oC – Estrutura acicular fina, com asseguintes propriedades: L.R. = 1585 MPa,L.E.=1380 MPa, Alongamento = 3%,dureza = 475HV, Energia absorvida noensaio de impacto (sem entalhe) = 54JT = 370oC – Estrutura acicular grossa, comas seguintes propriedades: L.R. = 1035MPa, L.E.= 825 MPa, Alongamento = 11%,dureza = 321 HV, Energia absorvida noensaio de impacto (sem entalhe) = 130J[15]
  24. 24. A.S.D’OliveiraPropriedades dos ferros fundidos nodulares austemperados:(Comparação com os ferros nodulares comuns)

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