1. Ferros fundidos
Ferro fundido branco
A superfície recém-cortada tem aparência clara devido à ausência de
grafite, uma vez que quase todo o carbono está na forma de carboneto.
É extremamente duro e resistente ao desgaste, mas é quebradiço e de
difícil usinagem, mesmo com as melhores ferramentas.
Em peças, suas aplicações são limitadas a casos onde a dureza e a
resistência à abrasão são fundamentais, como cilindros de laminação,
matrizes de estampagem, etc. Em geral, é usado na forma mesclada,
conforme visto em tópico anterior. Neste caso, alguns elementos de
liga, como níquel, cromo e molibdênio, podem ser adicionados para
controlar a profundidade da camada e melhorar a resistência ao
desgaste e à oxidação.
Uma composição típica de ferro fundido branco é 3-3,6% C, 0,8% Si,
1,3% Mn, 3,3-5% Ni, 1,4-4% Cr, 1% Mo, 0,15% S, 0,3% P. Usado também
para produzir ferro maleável, conforme já mencionado.
Ferro fundido cinzento
Assim denominado devido ao aspecto da superfície recém-cortada. Isso
ocorre em função da existência, conforme dado em página anterior, de
veios de grafita sobre matriz de perlita ou de ferrita (também pode ser
uma combinação de ambas).
Fig 01

2. Os veios de grafita exercem considerável influência no comportamento
mecânico. Eles produzem aumentos localizados de tensões, que podem
iniciar pequenas deformações plásticas sob tensões relativamente
baixas na peça e trincas sob esforços maiores.
Como resultado, uma peça de ferro fundido cinzento não tem, na
prática, comportamento elástico, mas dispõe de um elevado fator de
amortecimento de vibrações, característica importante no caso de
máquinas operatrizes. A Figura 01 dá uma comparação gráfica
aproximada.
Pode-se resumir algumas das vantagens do ferro fundido cinzento:
• elevada capacidade de amortecimento de vibrações.
• usinagem facilitada pelos veios de grafita, que favorecem a quebra
de cavacos e a durabilidade das ferramentas.
• razoavelmente resistente à corrosão de vários ambientes comuns
(superior aos aços-carbono).
• boa fluidez, facilitando a fundição de peças complexas.
• boas características de deslizamento a seco devido à presença da
grafita.
• baixo custo de produção.
Algumas desvantagens são:
• estruturalmente, os veios de grafita atuam como espaços vazios,
reduzindo a resistência mecânica. Normalmente, tensão máxima de
trabalho recomendada cerca de 1/4 da tensão de ruptura. Carga
máxima de fadiga cerca de 1/3 da resistência à fadiga.
• é quebradiço, pouco resistente a impactos.
• características de usinagem variam com as dimensões da seção da
peça.
Faixas típicas de composições: 2,5-4% C, 1-3% Si, 0,3-1% Mn, 0,05-0,25%
S, 0,1-1% P. Limites de resistência à tração variam de 140 a 410 MPa.
Pode receber elementos de liga e ser tratado termicamente para
melhores propriedades mecânicas, térmicas ou químicas (corrosão).
A tabela abaixo contém dados resumidos de algumas classes segundo
ASTM.

3. Resist
Classe C% Si % Mn % S% P%
traç MPa
20 3,1-3,8 2,2-2,6 0,5-0,8 0,08-0,13 0,2-0,8 138
25 3,0-3,5 1,9-2,4 0,5-0,8 0,08-0,13 0,1-0,5 172
30 2,9-3,4 1,7-2,3 0,4-0,8 0,08-0,12 0,1-0,3 207
35 2,8-3,3 1,6-2,2 0,4-0,7 0,06-0,12 0,1-0,3 241
40 2,7-3,2 1,5-2,2 0,4-0,7 0,05-0,12 0,1-0,2 276
50 2,5-3,1 1,4-2,1 0,5-0,8 0,06-0,12 0,1-0,2 344
60 2,5-3,0 1,2-2,2 0,5-1,0 0,05-0,12 0,1-0,2 414
Ferros fundidos cinzentos são empregados em estruturas de máquinas e
peças fundidas diversas, sem grandes exigências de resistência
mecânica.
Ferro fundido dúctil (ou nodular)
O ferro fundido dúctil é amplamente empregado por apresentar um
bom compromisso entre custos e propriedades mecânicas, algumas
delas próximas dos aços. A ductilidade é claramente vista pelos valores
de alongamento, que podem chegar a 18% ou mais (25% por exemplo).
Limites de resistência à tração podem ser tão altos quanto 800 MPa.
Outra característica importante é a baixa contração na solidificação, o
que facilita a produção e reduz o custo de peças fundidas.
Faixas típicas de composições são: 3,2-4% C, 1,8-3% Si, 0,1-1% Mn,
0,005-0,02% S, 0,01-0,1% P.
Tratamentos térmicos podem ser aplicados (alívio de tensões,
recozimento, normalização, têmpera e revenido, têmpera superficial,
austêmpera. Elementos de liga como níquel, molibdênio ou cromo
podem ser usados para aumentar dureza e outras propriedades.
Algumas aplicações: válvulas para vapor e produtos químicos, cilindros
para papel, virabrequins, engrenagens, etc.
Ferro fundido maleável
Conforme já visto, o ferro fundido maleável é obtido a partir do
branco. A ductilidade não é das mais altas, algo na faixa de 10%. Grosso
modo, pode-se dizer que apresenta valores entre os do ferro fundido
cinzento e os do aço.

4. Algumas vantagens são a facilidade de usinagem e a boa resistência ao
choque. Mas apresenta uma certa contração na solidificação, o que
exige cuidados na fundição para evitar falhas.
Faixas de composições típicas são: 2-2,8% C, 0,9-1,6% Si, 0,5% max Mn,
0,1% max S, 0,2% max P.
Algumas aplicações: conexões para tubulações, sapatas de freios,
caixas de engrenagens, cubos de rodas, bielas, etc.
Considerações básicas
Ferros fundidos, conforme informações básicas já vistas em página
anterior, são ligas de ferro e carbono, com teores deste último acima
de 2,11%. O silício está quase sempre presente, e contém outros
elementos, residuais de processo ou propositalmente adicionados.
Fig 01
A maioria dos ferros fundidos comerciais apresentam teores de carbono
até 4%. Portanto, no diagrama Fe-C da Figura 01, estão na faixa
indicada, de (I) até (II).
São em geral produzidos a partir do ferro-gusa refundido e sucatas,
mediante procedimentos e etapas para reduzir teores de elementos
indesejáveis como fósforo e enxofre.
Na linguagem do dia-a-dia, a expressão ferro fundido é associada ao
ferro fundido cinzento, que é o mais antigo tipo conhecido e produzido.
Assim, uma característica desse tipo (resistente, mas quebradiço) é às

5. vezes considerada válida para todos os ferros fundidos, o que não tem
fundamento. Há tipos com propriedades mecânicas completamente
diversas.
Esta página não tem o propósito de dar informações completas sobre os
processos de produção, mas apenas alguns dados aproximados para a
compreensão das variedades comuns do material. Na tabela abaixo,
consideram-se as transformações a partir da fase líquida (a) do
diagrama da Figura 01 até a fase sólida (c), do material no estado final.
Os desenhos das estruturas microscópicas são meramente ilustrativos e
aproximados.
Região Região Região
Item Resfriam Nome Estrutura
(a) (b) (c)
Ferro
γ+ γ+ P+
01 Rápido fundido
líquido Fe3C Fe3C
branco
Ferro
γ+ fundido
02 Médio γ + GV P + GV
líquido cinzento
perlítico
Ferro
γ+ fundido
03 Lento γ + GV α + GV
líquido cinzento
ferrítico
Ferro
γ+ fundido
04 Médio γ + GS P + GE
líquido dúctil
perlítico
Ferro
γ+ fundido
05 Lento γ + GS α + GE
líquido dúctil
ferrítico
Ferro
fundido
06 Rápido - γ + GL P + GL
maleável
perlítico
Ferro
fundido
07 Lento - γ + GL α + GL
maleável
ferrítico
São usados os símbolos abaixo para os constituintes diversos, alguns dos
quais podem ser vistos com mais detalhes nas páginas iniciais desta

6. série.
α: ferrita (solução sólida de carbono em ferro alfa).
γ: austenita (idem em ferro gama).
GE: grafita em forma de esferóides.
GL: grafita livre.
GV: grafita em forma de veios.
P: perlita (ferrita + cementita, Fe3C, laminar).
No item 01, a elevada velocidade de resfriamento (além dos ajustes
dos teores de carbono e silício) impede a formação de grafita e quase
todo o carbono fica na forma de cementita, resultando no ferro fundido
branco.
Nos itens 02 e 03, velocidades menores de resfriamento permitem a
grafitização na forma de veios, produzindo ferros fundidos cinzentos.
Os ferros fundidos dúcteis ou nodulares (itens 04 e 05) têm composição
semelhante á dos cinzentos, mas a grafita tem forma esferoidal pela
ação de agentes como o magnésio ou cério e baixos teores de enxofre.
Os ferros fundidos maleáveis (itens 06 e 07) são produzidos a partir do
branco. Por isso, a região (a) da tabela é vazia. As peças de ferro
fundido branco são submetidas a um aquecimento prolongado, que
pode ser na presença de um meio adequado. A grafita resultante tem
forma livre.
Há também o ferro fundido mesclado, obtido mediante ajuste da
velocidade de resfriamento e de outros parâmetros, de forma que a
camada superficial é tipo branco e a interior, cinzento. Isso
proporciona elevada dureza superficial e menor fragilidade da peça.
A presença do silício
Rigorosamente, os ferros fundidos deveriam ser estudados como ligas
Fe-C-Si. Entretanto, o uso de diagramas de três elementos é um tanto
complexo e, na prática, é adotado um conceito aproximado mais
simples.

7. Fig 01
Considera-se que o silício produz efeito similar a um teor de carbono
equivalente Ce de carbono dado pela fórmula
Ce = %C + (1/3) %Si.
Essa igualdade é representada pela reta (a) do gráfico da Figura 01 ao
lado. Em (b), há igualdade similar, com o coeficiente (1/6) em vez de
(1/3).
E as faixas usuais de teores para aços e ferros fundidos são dadas no
mesmo gráfico.
Exemplo: um ferro com 3,6%C e 2,3%Si pode ser considerado
equivalente a um com 3,2%C e 3,5%Si. Em geral, pode-se dizer que o
silício favorece a formação de grafita no ferro fundido.
Ferro Fundido Nodular Ferrítico (FE 40015)
Característica Específicas:é um ferro fundido com grafita tipos I e II,
em matriz matriz totalmente ferrítica, obtida através de tratamento
térmico. Tem excelente usinabilidade, elevada tenacidade e alta
permeabilidade magnética, devido à matriz ferrítica. O material tem
comportamento de resistência ( tração e escoamento) similar aos aços
SAE 1020 laminados a quente, na condição bruta de fusão.
Uso: o mesmo indicado para os aços 1020
Microestrutura: é constituida de grafita em forma de nódulos (esferas)
, formas I e II, tamanhos 6 - 8, de acordo com ASTM A 247. A matriz é
totalmente ferrítica.

8. Microestrutura típica no núcleo (esq.) e na periferia (dir)
Propriedades Mecânicas: valores típicos tomados de corpos de prova
retirados das barras na seção médio-raio.
DIMENSÕES
DUREZA
(mm)
(HB)
27,6 - 208,0
131 - 207
208,1 - 451,2 121 - 207
Tensão Limite de Resistência à Tração (mínima) = 400 MPa
Tensão Limite de Escoamento (mínima) = 270 MPa
Alongamento(mínimo) = 15%
Composição Química: a composição é mostrada na tabela abaixo
ELEMENTO PORCENTAGEM
C1 3,30 - 3,80
Si 2,60 - 3,00
Mn 0,20 máximo
S 0,02 máximo
P 0,10 máximo
2
Mg 0,04 - 0,07
Nota 1: as faixas de conteúdo de carbono são especificadas para cada
grupo de bitolas, de forma a controlar o tipo e o tamanho da grafita. A
variação dentro de uma faixa é de aproximadamente 0,20%.
Nota 2: o Magnésio é adicionado com o objetivo de favorecer a
formação da grafita esferoidal.
Ferro Fundido Nodular Ferrítico/Perlítico (FE 45012)
Característica Específicas: é um ferro fundido com grafita tipos I e II, em matriz
ferrítica/perlítica, obtida através de tratamento térmico. Tem excelente usinabilidade,
elevada estanqueidade e bom acabamento superficial. O material tem comportamento de
resistência ( tração e escoamento) similar aos aços SAE 1030 laminados a quente, na
condição bruta de fusão.
Microestrutura: é constituida de grafita em forma de nódulos (esferas) , formas I e II,

9. tamanhos 6 - 8, de acordo com ASTM A 247. A matriz é predominantemente ferrítica,
podendo ter até 25% de perlita e no máximo 5% de carbonetos dispersos.
Microestrutura Típica no núcleo(esq.) e periferia (dir.)
Propriedades Mecânicas: valores típicos tomados de corpos de prova retirados das
barras na seção médio-raio..
DIMENSÕES
DUREZA
(mm)
(HB)
27,6 - 79,0
156 - 217
79,1 - 156,3 143 - 217
156,4 - 451,2 131 - 217
Tensão Limite de Resistência à Tração (mínima) = 450 MPa
Tensão Limite de Escoamento (mínima)= 310 MPa
Alongamento (mínimo)= 12%
Composição Química: a composição é mostrada na tabela abaixo.
ELEMENTO
PORCENTAGEM
C1
3,30 - 3,80
Si 2,60 - 3,00
Mn 0,20 máximo
0,02 máximo
S
P 0,10 máximo
2
Mg 0,04 - 0,07
Nota 1: as faixas de conteudo de carbono são especificadas para cada grupo de bitolas,
de forma a controlar o tipo e o tamanho da grafita. A variação dentro de uma faixa é de
aproximadamente 0,20%.
Nota 2: o Magnésio é adicionado com o objetivo de favorecer a formação da grafita
esferoidal.
Ferro Fundido Nodular Perlítico/Ferrítico (FE
55006)
Característica Específicas: é um ferro fundido com grafita tipos I e II, em matriz
perlítica ferrítica/, obtida através de tratamento térmico. Tem elevadas propriedades
mecânicas, boa temperabilidade e bom acabamento superficial. O material tem
comportamento de resistência ( tração e escoamento) similar aos aços SAE 1040
laminados a quente, na condição bruta de fusão.

10. Microestrutura: é constituida de grafita em forma de nódulos (esferas) , formas I e II,
tamanhos 6 - 8, de acordo com ASTM A 247. A matriz é perlítica/ferrítica, com
aproximadamente 50% de perlita e no máximo 5% de carbonetos dispersos.
Microestrutura Típica no núcleo(esq.) e periferia (dir.)
Propriedades Mecânicas: valores típicos tomados de corpos de prova retirados das
barras na seção médio-raio.
DIMENSÕES
DUREZA
(mm)
(HB)
27,6 - 75,8
217 - 269
75,9 - 195,3 207 - 255
195,4 - 476,6 187 - 255
Tensão Limite de Resistência à Tração (mínima) = 550 MPa
Tensão Limite de Escoamento (mínima) = 380 MPa
Alongamento (mínimo)= 6 %
Composição Química :a composição é mostrada na tabela abaixo
ELEMENTO
PORCENTAGEM
C1
3,30 - 3,80
Si 2,60 - 3,00
Mn 0,20 máximo
0,02 máximo
S
P 0,10 máximo
2
Mg 0,04 - 0,07
Nota 1: as faixas de conteudo de carbono são especificadas para cada grupo de bitolas,
de forma a controlar o tipo e o tamanho da grafita. A variação dentro de uma faixa é de
aproximadamente 0,20%.
Nota 2: o Magnésio é adicionado com o objetivo de favorecer a formação da grafita
esferoidal.
Ferro Fundido Nodular Perlítico/Ferrítico (FE 55006)
Característica Específicas: é um ferro fundido com grafita tipos I e II, em matriz
perlítica ferrítica/, obtida através de tratamento térmico. Tem elevadas propriedades

11. mecânicas, boa temperabilidade e bom acabamento superficial. O material tem
comportamento de resistência ( tração e escoamento) similar aos aços SAE 1040
laminados a quente, na condição bruta de fusão.
Microestrutura: é constituida de grafita em forma de nódulos (esferas) , formas I e II,
tamanhos 6 - 8, de acordo com ASTM A 247. A matriz é perlítica/ferrítica, com
aproximadamente 50% de perlita e no máximo 5% de carbonetos dispersos.
Microestrutura Típica no núcleo(esq.) e periferia (dir.)
Propriedades Mecânicas: valores típicos tomados de corpos de prova retirados das
barras na seção médio-raio.
DIMENSÕES
DUREZA
(mm)
(HB)
27,6 - 75,8
217 - 269
75,9 - 195,3 207 - 255
195,4 - 476,6 187 - 255
Tensão Limite de Resistência à Tração (mínima) = 550 MPa
Tensão Limite de Escoamento (mínima) = 380 MPa
Alongamento (mínimo)= 6 %
Composição Química :a composição é mostrada na tabela abaixo
ELEMENTO
PORCENTAGEM
C1
3,30 - 3,80
Si 2,60 - 3,00
Mn 0,20 máximo
0,02 máximo
S
P 0,10 máximo
2
Mg 0,04 - 0,07
Nota 1: as faixas de conteudo de carbono são especificadas para cada grupo de bitolas,
de forma a controlar o tipo e o tamanho da grafita. A variação dentro de uma faixa é de
aproximadamente 0,20%.
Nota 2: o Magnésio é adicionado com o objetivo de favorecer a formação da grafita
esferoidal.
Ferro Fundido Nodular Perlítico (FE70002)

12. Característica Específicas: é um ferro fundido com grafita tipos I e II, em matriz
predominantemente perlítica, obtida através de adição de elementos perlitizantes. A
matriz assim obtida proporciona alta temperabilidade, permitindo os tratamentos de
têmpera, normalizaçãao e têmpera superfiicial. O material tem comportamento de
resistência ( tração e escoamento) similar aos aços SAE 1045 laminados a quente, na
condição bruta de fusão.
Microestrutura: é constituida de grafita em forma de nódulos (esferas) , formas I e II,
tamanhos 6 - 8, de acordo com ASTM A 247. A matriz é predominantemente perlítica,
podendo conter aproximadamente 25% de ferrita e no máximo 5% de carbonetos
dispersos.
Microestrutura Típica no núcleo(esq.) e periferia (dir.)
Propriedades Mecânicas: valores típicos tomados de corpos de prova retirados das
barras na seção médio-raio.
DIMENSÕES
DUREZA
(mm)
(HB)
27,6 - 79,0
241 - 302
79,1 - 195,3 241 - 285
195,4 - 451,2 229 - 269
Tensão Limite de Resitência à Tração (mínima) = 700 MPa
Tensão Limite de Escoamento (mínima) = 480 MPa
Alongamento (mínimo) = 2%
Composição Química: a composição é mostrada na tabela abaixo
ELEMENTO
PORCENTAGEM
C1
3,30 - 3,80
Si 2,60 - 3,00
Mn 0,20 - 0,65
0,02 máximo
S
P 0,10 máximo
Cu 0,10 - 0,25
2
Mg 0,04 - 0,07

13. Nota 1: as faixas de conteudo de carbono são especificadas para cada grupo de bitolas,
de forma a controlar o tipo e o tamanho da grafita. A variação dentro de uma faixa é de
aproximadamente 0,20%.
Nota 2: o Magnésio é adicionado com o objetivo de favorecer a formação da grafita
esferoidal.
Informações Complementares dos Produtos
Normalmente os ferros fundidos cinzentos e nodulares são especificados por sua Tensão
Limite de Resistência à Tração (tensão limite de ruptura) e Dureza. Estas propriedades
são usadas pela facilidade de serem determinadas.
Entretanto, em alguns casos é necessário basear a escolha adequada do material em
outras características. A tabela abaixo lista estas características, relacionando-as com a
tensão limite de resistência à tração, representada pelo símbolo LR
CINZENTO
PROPRIEDADES NODULAR
Tensão Limite de Resistência 1,15 x LR(1)
0,90 x LR(3;5)
ao Cisalhamento (MPa)
Tensão Limite de Resistência
1,15 x LR(1)
à Torção (MPa) 0,90 x LR(3;5)
(3)
FE 40015=0,50 x LR
Tensão Limite de Resistência FE 45012=0,45 x LR (3)
à Fadiga (MPa) 0,40 x LR(4;5) (3)
(sem entalhe) FE 55006=0,40 x LR
(3)
FE 70002=0,40 x LR
[LR] 140-175 x 4,02(5)
Tensão Limite de Resistência .............
[LR] 176-210 x 3,68(5)
à Compressão (MPa)
[LR] 211-245 x 3,61(5)
FE40015= 15 - 13(2)
Resistência ao Impacto (J) FE45012= 10 - 5(2)
............
(com entalhe 20oC) FE55006= 5 - 2(2)
FE70002= 5 - 2(2)
FE 40015= 169(2)
FC 200 = 88-113(1)
FE 45012= 169(2)
Módulo de Elasticidade (GPa) FC 300 =108-137(1)
FE 55006= 169(2)
......GMI = 78-107(1)
FE 70002= 172-176(2)
FE 40015= 37- 36(2)
FC 200 = 51- 48(2)
FE 45012= 37- 36(2)
Condutividade Térmica FC 300 = 47- 44(2)
(W/mK, 100 - 400oC) FE 55006= 35- 34(2)
......GMI = 44- 41
FE 70002= 32- 31(2)