Materiais ferrosos

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Materiais ferrosos

  1. 1. ES242• Eduardo Harada Panadés 043102• Guilherme Andrigueti 043875• Leonardo Gimenes 044627• Luis Abner Silva Espinoza 044851
  2. 2. MATERIAIS FERROSOS Consistem em ligas de ferro: •Ferro fundido; •Ferro Gusa; •Aço; •Magnetita, hematita; •Cromita, ilemita; •Ferro δ/γ/α.
  3. 3. Fique sabendo!• O cobre por exemplo, pode ser usados no estado quimicamente quase puro. Entretanto, isso não ocorre com o ferro. No uso prático, está sempre ligado ao carbono e a outros elementos e, assim, no âmbito da ciência dos materiais e também na linguagem do dia-a- dia, a palavra "ferro" deve ser entendida como uma liga dos elementos químicos ferro, carbono e outros.
  4. 4. INTRODUÇÃO• são os materiais mais utilizados pelo homem;• custo relativamente baixo de produção;• múltiplas propriedades físico-químicas;• são fáceis de serem trabalhados;• com eles é construída a maior parte de máquinas, ferramentas, assim como instalações que necessitam materiais de grande resistência.
  5. 5. Efeitos de alguns elementos de liga Alumínio (Al): desoxidante e agente de controle do crescimento dos grãos. Cobalto (Co): aumenta a dureza do aço sob altas temperaturas. Cobre (Cu): melhora a resistência à corrosão por agentes atmosféricos Cromo (Cr): melhora a resistência à corrosão, aumenta a resistência à tração, melhora a facilidade de têmpera, aumenta a resistência à alta temperatura e ao desgaste. Fósforo (P): Torna o aço frágil, efeito que se acentua com o aumento do teor de carbono. Manganês (Mn): em média, para cada 1% de manganês, a resistência à tração aumenta 100 MPa. Para aços temperáveis, aumenta a dureza após o processo de têmpera. Molibdênio (Mo): melhora a resistência a altas temperaturas, a resistência ao desgaste e a dureza após a têmpera. Para aços inoxidáveis, melhora a resistência à corrosão. Silício (Si): é um agente desoxidante na produção do aço. Aumenta a resistência à corrosão e a resistência à tração mas prejudica a soldagem. O silício aumenta significativamente a resistividade elétrica do aço. Tungstênio (W): aumenta a resistência à tração em altas temperaturas. Forma carbonetos bastante duros e é usado em aços para ferramentas (aços rápidos). Vanádio (V): refina a estrutura do aço, impedindo o crescimento dos grãos. Forma carbonetos duros e estáveis e é usado em aços para ferramentas para aumentar a capacidade de corte e dureza em altas temperaturas.
  6. 6. Variedades alotrópicas• ferro delta (Fe δ): apresenta estrutura cúbica de corpo centrado (1390-1540ºC).• ferro gama (Fe γ): apresenta estrutura cúbica de face centrada (912-1390°C).• ferro alfa (Fe α): apresenta estrutura cúbica de corpo centrado ( até 912°C).
  7. 7. Austenita: é a solução sólida do carbono em ferro gama.Ferrita: é a solução sólida do carbono em ferro alfa.Cementita: o carboneto de ferro (Fe3C).Grafita: a variedade alotrópica do carbono (estrutura cristalinahexagonal).
  8. 8. Ferros Fundidos• Liga de ferro e carbono com teor deste último acima de 2,11%. Entretanto, um teor considerável de silício está quase sempre presente e, por isso, alguns autores consideram o ferro fundido como uma liga de ferro, carbono e silício;• Em geral de reduzida ductibilidade e maleabilidade, utilizada na fabricação de peças moldadas e tubos.• Em algumas ocasiões são mais apropriados do que o aço. Exemplo: estruturas e elementos deslizantes de máquinas são construídos quase sempre em ferro fundido, devido à maior capacidade de amortecer vibrações, melhor estabilidade dimensional e menor resistência ao deslizamento, em razão do poder lubrificante do carbono livre em forma de grafita.
  9. 9. ClassificaçãoTipo C Si Mn P SCinzento 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%
  10. 10. CinzentoÉ frágil e quebradiço devido a sua microestrutura, não servindo muitobem a aplicações que requeiram elevada resistência à tração. Possuiexcelentes capacidades de amortecimento de vibrações e elevadaresistência ao desgaste mecânico. São aplicados como componenteestrutural de máquinas e equipamentos pesados sujeitos à vibração,peças fundidas de vários tipos que não necessitam de elevadaresistência mecânica, pequenos blocos cilíndricos, pistões, cilindros,discos de embreagem e peças fundidas de motores a diesel.
  11. 11. Dúctil Sua estrutura nodular confere maiores resistência mecânica eductilidade ao material, aproximando suas características das do aço.Suas aplicações incluem válvulas carcaça de bombas, virabrequins,engrenagens, pinhões, cilindros e outros componentes de máquinas eautomóveis.
  12. 12. Branco: Extremamente duro e frágil, chegando a ser inadequado para ausinagem em alguns momentos. Sua aplicação é restrita aos casos emque dureza elevada e resistência ao desgaste são necessárias, como noscilindros de laminação.Maleável: produto da transformação do ferro fundido branco apóstratamento térmico em temperatura e atmosfera adequada. Apresentacaracterísticas de elevada resistência mecânica e consideráveisductilidade e maleabilidade. É aplicável tanto em temperaturas normaisquanto mais elevadas. Flanges, conexões para tubos, peças para válvulasferroviárias e navais, e outras peças para indústria pesada são algumasdas aplicações típicas do ferro fundido maleável.Grafítico compacto: suas propriedades variam entre as do ferro fundidocinzento e as do dúctil.
  13. 13. Aço• Denominação genérica para ligas de ferro-carbono com teores de carbono de 0,008 a 2,11%, contendo outros elementos residuais do processo de produção e podendo conter outros elementos de liga propositalmente adicionados. Se o aço não contém estes últimos, é chamado especificamente de aço- carbono. Do contrário, aço-liga.• O aço é o mais antigo material reciclado que se tem notícias;• Existe uma ampla classificação dos aços de acordo com o teor de carbono e dos elementos de liga que possuem. Aços-carbono de uso geral : SAE 10xx Aços de fácil usinagem, com enxofre: SAE 11xx (xx) indica o teor de carbono em 0,01%. Exemplo: um aço SAE 1020 tem 0,20 % de carbono
  14. 14. Aplicações do Aço
  15. 15. Aço Inoxidável• São os aços que têm resistência à corrosão superior à dos aços comuns. Não são inertes em todos os meios, mas não são atacados por muitos deles ou são atacados de forma significativamente mais lenta do que os aços comuns.• Cromo é o elemento mais importante para aumentar a resistência à corrosão do aço. Ligado ao mesmo, com ou sem outros elementos (como níquel, o segundo mais importante), forma tipos com uma variedade de propriedades e características: Aços inoxidáveis austeníticos Aços inoxidáveis martensíticos Aços inoxidáveis ferríticos
  16. 16. • Aços inoxidáveis austeníticos (Ni + Cr): não magnéticos, não temperáveis, a dureza aumenta significativamente com a deformação a frio. São provavelmente os mais usados.• Aços inoxidáveis martensíticos (11-18% Cr): São magnéticos e podem ser endurecidos por têmpera.• Aços inoxidáveis ferríticos : Em relação aos martensíticos, o teor de cromo é em geral maior e o de carbono, menor. Isso faz as estruturas sempre ferríticas e, portanto, não são endurecidos por têmpera.
  17. 17. Onde encontramos esse material
  18. 18. Referências• http://www.tabelaperiodica.hpg.ig.com.br/fe.htm• http://myspace.eng.br/ndx_ciemat0.asp• CALISTER JR, William D. – Ciência e Engenharia de Materias: uma introdução. Ed. LTC – Quinta Edição.• http://www.infomet.com.br/h_ferros_fundidos.php

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