Ferro Fundido:Tipos, Material de Composição, Efeitos de Impurezas (PDF)

Neste artigo, você aprenderá o que é ferro fundido ? e diferentes tipos de ferro fundido explicado com sua composição , aplicativo , vantagens e desvantagens .

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Ferro fundido

O ferro fundido é obtido por refusão de ferro gusa e com coque e calcário em um forno conhecido como cúpula. É uma liga de ferro e carbono. Os teores de carbono no ferro fundido variam de 1,7% a 4,5%. Além disso, contém uma quantidade muito pequena de silício, enxofre, manganês e fósforo.

O carbono está presente nas duas formas a seguir:

1. Carvão livre ou grafite
2. Combinação de carbono ou cementita

A seguir estão as propriedades importantes do ferro fundido que o tornam um material valioso para fins de engenharia.

1. Baixo custo.
2. Boas características de elenco.
3. Alta resistência à compressão.
4. Resistência ao desgaste.
5. Excelente usinabilidade.

A resistência à compressão do ferro fundido é maior que a resistência à tração.

A seguir estão os valores das resistências finais do ferro fundido.

1. Tensão – 100 a 200 N/mm2
2. Compressivo – 400 a 100 N/mm2
3. Cisalhamento – 120 N/mm2

Tipos de ferro fundido

A seguir estão Tipos de ferro fundido usados ​​para fins de engenharia:

1. Ferro fundido cinzento
2. Ferro fundido branco
3. Ferro fundido resfriado
4. Ferro fundido mosqueado
5. Ferro fundido maleável
6. Ferro fundido nodular
7. Ferro fundido de liga

Ferro fundido cinza

Ferro fundido cinza é ferro comercial tem as seguintes composições:

É composto por Carbono – 3 a 3,5%, Silício – 1 a 2,75%, Manganês – 0,40 a 1%, Fósforo – 0,15 a 1%, Enxofre – 0,02 a 0,15% e o restante é ferro.

A cor cinza se deve ao fato de o carbono estar presente como grafite livre. O ferro fundido cinzento pode ser facilmente usinado porque possui alta resistência à compressão, baixa resistência à tração e nenhuma ductilidade.

Uma boa propriedade do ferro fundido cinzento é que o grafite livre em sua estrutura atua como lubrificante. Por esta razão, é altamente adequado para peças onde a ação de deslizamento é desejada.

As peças fundidas de ferro cinzento são amplamente utilizadas para corpos de máquinas-ferramenta, tubos e acessórios para tubos, blocos de cilindros de automóveis e implementos agrícolas.

Composição do ferro fundido cinzento:qualidade da fundição – PDF

Ferro fundido branco

Ferro fundido branco mostra uma fratura branca e tem as seguintes composições relativas :

Consiste em Carbono – 1,75 a 2,3%, Silício – 0,85 a 1,2%, Manganês – 0,10 a 0,40%, Fósforo – 0,05 a 0,20%, Enxofre – 0,12 a 0,35%

Devido ao carbono estar na forma de cementita nos metais ocorre a cor branca. A cementita é o elemento mais duro do ferro e causa resfriamento rápido do ferro fundido. O ferro fundido branco possui alta resistência à tração e baixa resistência à compressão, portanto, não pode ser usinado.

É utilizado para fundição inferior e locais onde o revestimento duro é necessário, como a superfície externa das rodas dos carros. Na produção de ferro fundido maleável e ferro forjado o ferro fundido branco também é utilizado como matéria-prima.

Ferro fundido resfriado

É ferro fundido branco produzido por resfriamento rápido de ferro fundido. O resfriamento rápido é geralmente chamado de resfriamento e o ferro assim produzido é conhecido como ferro resfriado. Todos os moldes de fundição têm contato com ferro fundido com areia fria em sua pele externa. Mas na maioria das peças fundidas, esta dureza penetra até uma profundidade muito pequena (menos de mm).

Às vezes, a fundição é resfriada intencionalmente e às vezes resfriada acidentalmente a uma profundidade considerável. O resfriamento intencional é feito inserindo insertos de ferro ou aço no molde. Quando o metal fundido entra em contato com o frio, seu calor é rapidamente conduzido e a superfície dura é formada.

Resfriamentos são usados ​​em qualquer face da peça fundida que tenha que ser difícil de suportar o desgaste e o atrito. O processo de resfriamento é utilizado na fundição de papéis para britagem de grãos e placas britadeiras de mandíbulas. A superfície de rolamento das rodas do vagão também é resfriada.

Ferro fundido mosqueado

É um produto entre ferro fundido cinzento e ferro fundido branco em composição, cor e propriedades. É obtido em fundição onde certas superfícies de desgaste foram refrigeradas.

Ferro fundido maleável

O ferro fundido maleável é obtido do ferro fundido branco por um processo de tratamento térmico adequado (ou seja, recozimento). O processo de recozimento separa o carbono combinado do ferro fundido branco em nódulo de grafite livre.

O ferro fundido maleável é dúctil e pode ser dobrado sem quebrar ou fraturar a seção. Sua resistência à tração é superior à do ferro fundido cinzento e possui excelentes qualidades de usinagem.

Ele é usado para fazer peças de máquinas para as quais os forjados de aço serão caros e devem ter um grau razoável de precisão do metal.

Exemplo:cubos de rodas de vagões, pequenas ferragens para material circulante ferroviário, suportes de freio, peças de máquinas agrícolas, acessórios para tubos, dobradiças de portas, fechaduras etc.

Ferro fundido nodular

Também é conhecido como ferro fundido dúctil, grafite esferoidal (ou seja, S.G.) ferro fundido ou ferro fundido de alta resistência. O ferro fundido nodular é produzido pela adição de magnésio ao ferro fundido fundido. O magnésio converte a grafite do ferro fundido em uma forma de flocos para a forma esférica ou nodular.

Desta forma, as propriedades mecânicas são consideravelmente melhoradas. O ferro fundido nodular se comporta como aço. Geralmente é usado para fundição resistente à pressão, cilindros hidráulicos, cabeçotes, cilindros para laminação e produtos fundidos por centrifugação.

Liga de Ferro Fundido

O ferro fundido discutido acima é chamado de ferro fundido simples. A liga de ferro fundido é produzida pela adição de elementos como níquel, cromo, molibdênio, cobre, silício e manganês.

Essas ligas proporcionam maior resistência e resultam em propriedades aprimoradas do elemento.

A liga de ferro fundido tem,

1. Carbono – 0,02%
2. Silício – 0,15%
3. Manganês – 0,03%
4. Fósforo – 0,12%
5. Enxofre – 0,02%
6. Escória – 3% (em peso) e o restante é ferro.

Efeito das impurezas no ferro fundido

Discutimos que o ferro fundido contém pequenas porcentagens de silício, enxofre, manganês e fósforo. O efeito dessas impurezas no ferro fundido é o seguinte:

1. Silício
2. Enxofre
3. Manganês
4. Fósforo

Silício

Apresenta-se em ferro fundido até 4%. O silício proporciona a formação de grafite livre que torna o ferro macio e facilmente usinável. O silício produz uma fundição de som livre de furos no material devido à sua alta afinidade pelo oxigênio.

Enxofre

Torna o ferro fundido duro e quebradiço. Uma vez que muito enxofre produz fundidos insalubres, portanto, deve ser mantido bem abaixo de 0,1% para a maioria dos propósitos de fundição.

Manganês

O manganês torna o ferro fundido branco e duro. Muitas vezes é mantido abaixo de 0,75%. Isso ajuda a controlar a influência sobre o efeito nocivo do enxofre.

Fósforo

Ajuda a fusibilidade e fluidez no ferro fundido, mas causa fragilidade. Raramente é permitido exceder 1%. Ferros fosfóricos são a fundição útil de design intrincado e para muitas fundições de engenharia leve quando o baixo custo é essencial.

Propriedades

A seguir estão as propriedades do ferro fundido:

1. O ferro fundido tem boa resistência à corrosão, por isso pode ser usado para tubos de transporte de água etc.
2. Ele não é atraído por um ímã.
3. O ponto de fusão é de cerca de 1250 ºC.
4. Tem uma gravidade específica de 7,5.
5. O ferro fundido contém resistência à tração de cerca de 150N/mm ² e a resistência à compressão é de cerca de 600N/mm ² . Portanto, é bom em compactação.
6. Ele fica macio quando mantido em água salgada e encolhe quando resfriado.
7. O ferro fundido pode não ser útil para trabalhos de forjamento devido à falta de plasticidade.

Vantagens do ferro fundido

1. Tem boa usinabilidade e propriedades de fundição.
2. O ferro fundido tem boa resistência ao desgaste e bom amortecimento de vibrações.
3. Pode suportar cargas maiores e tem um bom grau de resistência à corrosão.
4. O ferro fundido tem baixa resistência à tração e propriedades de alongamento.
5. Pode receber formas e tamanhos complicados sem usar operações de usinagem caras.
6. Ferro fundido disponível a baixo custo e com baixa durabilidade.

Desvantagens do ferro fundido

1. O ferro fundido tem baixa resistência à tração.
2. As peças de ferro fundido são sensíveis à seção, devido ao resfriamento lento das seções grossas.
3. A falha de suas peças é repentina e total, não reflete o ponto de escoamento.
4. Quando comparado ao aço, tem baixa usinabilidade
5. O ferro fundido tem alta fragilidade.

Aplicações de ferro fundido

1. É usado na fabricação de tubos e no transporte de fluidos adequados.
2. O ferro fundido usado para fazer várias máquinas.
3. Usado para fazer peças automotivas.
4. Para construir a âncora para navios, o ferro fundido é usado.
5. O ferro fundido também é usado para fazer utensílios de cozinha, como panelas, frigideiras e utensílios.

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