Introdução aos Ferros Fundidos

Introdução aos Ferros Fundidos

Na obtenção do ferro fundido a partir da transformação do ferro gusa o carbono poderá ser encontrado em forma de grafita ou carbonetos dissolvidos em uma matriza metálica. No processo de solidificação eutética a solução metálica transforma-se em ferrítica ou perlítica. A martensita revenida ou a ausferrita são opções para as classes de ferros fundidos com maior resistência mecânica adquirida por meio de tratamento térmico.

As ligas ferrosas que caracterizam os principais tipos de ferros fundidos possuem de 2,1% a 4% de Carbono e de 1% até 3% de Silício. Também são encontrados nessas ligas até 1% de manganês e, não ultrapassando 0,3% cada, teremos o Enxofre e o Fósforo. Em casos especiais são adicionados Níquel, Cromo e Molibdênio.

Os tipos de ferros fundidos mais utilizados são - Branco, Maleável, Vermicular, Cinzento e Nodular. São ligas de ferros fundidos que diferenciam-se de acordo com a organização do Carbono na matriz metálica. Essa composição característica poderá ou não receber tratamento térmico ou químico, para a definição da microestrutura.

Ferro Fundido Cinzento

Os ferros fundidos cinzentos correspondem pela maior parte da produção dentre todos os demais tipos. É uma liga com ductilidade muito baixa, ou seja, frágil. Sua resistência à compressão é significativamente maior que a resistência à tração.

O Carbono, no ferro fundido cinzento, pode variar entre 2,5% até 4,0% e no processo de solidificação é distribuído em forma de veios de grafita em uma matriz que pode ser ferrítica ou perlítica. Devido a grafita adquirir esse formato de veios, torna a liga de ferro fundido cinzento, muito apropriada para componentes sujeitos a fadiga térmica. Com essa propriedade, o ferro fundido cinzento é empregado no setor automotivo para cabeçotes de motores, tambores e disco de freios.

A capacidade de amortecimento de vibrações é outra propriedade dos ferros fundidos cinzentos. Nesse caso são empregados como base de máquinas e na restrição de ruídos como bloco de motores e carcaças.

Ferro Fundido Nodular

Por meio de um tratamento químico que é aplicado na liga do ferro fundido cinzento, antes de seu vazamento, é obtido o ferro fundido nodular. Pois no processo de solidificação o Carbono transforma-se em nódulos de grafita, não em grafita na forma de veios.

A grafita em forma de nódulos transfere ao ferro fundido uma melhor ductilidade e resistência ao desgaste. Devido as diversas combinações de propriedades, que os ferros fundidos nodulares proporcionam, surgiram grupos específicos como - Nodulares Austemperados, Nodualres ligados ao Silício / Molibdênio e os Nodulares Austeníticos ligados ao Níquel.

São empregados na fabricação de componentes de máquinas, componentes hidráulicos, engrenagens, girabrequins, carcaças e cubos de rodas. Os Ferros Fundidos Nodulares estão substituindo componentes de ferro fundido cinzento, ferro fundido maleável, aço fundido e forjado e estruturas soldadas.

Ferros Fundidos Vermiculares

Com uma propriedade que pode variar entre a do ferro fundido cinzento e a do ferro fundido nodular, podendo ser em uma matriz ferrítica, perlítica ou uma combinação das duas microestruturas, que surgiram a mais nova família dos ferros fundidos - os Vermiculares.

A grafita, nesse tipo de ferro fundido, se apresenta na forma de vermes com alguns nódulos dispersos na matriz, formando uma estrutura compacta. Aproximadamente 95% da grafita se apresenta no formato de vermes com uma nodularidade de 5%. A Norma SAE J 1887 / 2002 regulamenta e classifica as propriedades desse tipo de ferro fundido.

Os Ferros Fundidos Vermiculares são empregados como matéria prima no setor automotivo, na confecção de coletores de exaustão e na nova geração de blocos de motores V6 Diesel.

Ferro Fundido Branco

Conforme citado anteriormente, o Carbono nos ferros fundidos, pode ser encontrado na forma de grafita ou como carbonetos. A cementita é o carbono característico do ferro fundido branco. Esse carboneto é obtido por meio do resfriamento rápido do metal fundido após seu vazamento. Nesse procedimento o Carbono não tem tempo de precipitar-se da solução para formar a grafita, permanecendo ligado quimicamente ao ferro, formando a cementita.

O ferro fundido branco, comparado com o cinzento, tem menos Carbono e Silício. É uma liga que apresenta, devido a cementita, uma estrutura dura e frágil, tornando-o um excelente ferro fundido resistente ao desgaste. São muitos utilizados em sapatas de freios de trens.

Ferro Fundido Maleável

Por meio de um processo de tratamento térmico de grafitização ou descabornetação feito no ferro fundido branco, é obtido outro tipo de ferro fundido - o Maleável.

No processo de grafitização que é a obtenção do ferro fundido maleável preto a grafita se apresenta na forma de agregados em uma matriz que pode ser ferrítica, perlítica ou martensítica revenida. Já no processo de descabornetação é obtido o ferro maleável branco. Este tipo de ferro fundido apresenta características de soldabilidade, devido o baixo teor de Carbono encontrado na região descabornetada. Devido a vantagens técnicas e econômicas os ferros fundidos maleáveis, em algumas situações foram substituídos pelos ferros fundidos nodulares.

Follow @VisaoLiberal