Você já ouviu falar em ferro fundido branco?

O ferro fundido é um 2 wt. por cento-4 em peso. por cento de carbono, 1 wt. por cento-3 em peso. por cento de silício e menores quantidades de liga de ferro de componentes menores. Em contraste, o aço tem um teor de carbono mais baixo e um teor de silício mais baixo de até 2% em peso. Ao ligar com quantidades limitadas de manganês, molibdênio, cério, níquel, cobre, vanádio e titânio antes de ser fundido, o ferro fundido também pode ser otimizado. É conhecido como ferro fundido branco ou ferro fundido cinzento com base no teor de silício do ferro fundido e pode ser processado sob temperaturas específicas para criar ferro fundido maleável ou dúctil.

Propriedades Gerais do Ferro Fundido Branco

O ferro fundido é fortemente favorecido por sua capacidade de ser facilmente fundido em formas complicadas quando fundido e por sua baixa qualidade. Além disso, suas propriedades podem ser facilmente alteradas ajustando a composição e a taxa de resfriamento sem alterações significativas nos processos de fabricação. Suas outras principais vantagens sobre o aço fundido são usinagem rápida, amortecimento de vibração, resistência à compressão, resistência ao desgaste e resistência à corrosão. A resistência à corrosão do ferro fundido é reforçada pela adição de elementos menores, como silício, níquel, cromo, molibdênio e cobre.

Formas de Ferro Fundido e Suas Aplicações

O ferro fundido pode ser classificado como ferro fundido cinzento, ferro fundido branco, ferro fundido maleável e ferro fundido dúctil, dependendo de sua composição. O cinza de ferro fundido tem uma cor de fratura cinza escuro devido a uma microestrutura grafítica, ferro fundido cinza ou ferro cinza. A presença de flocos de grafite se deve à inclusão de silício, que, ao contrário do carboneto de ferro, ajuda a estabilizar o carbono na forma de grafite. Normalmente, o ferro fundido cinzento tem uma composição de 2,5% em peso. por cento-4,0 em peso. porcentagem de carbono e 1,0 em peso. por cento-3,0 em peso. porcentagem de silício.

Aplicações de ferro fundido cinzento

A cor mais comum de ferro fundido é cinza. É usado em aplicações como blocos de cilindros de motores de combustão interna, volantes, caixas de câmbio, coletores, rotores de freio a disco e panelas, onde sua alta rigidez, usinabilidade, amortecimento de atrito, alta potência térmica e alta condutividade térmica são benéficas. A norma ASTM International A48 é uma classificação amplamente utilizada para ferro fundido cinzento. Ferro fundido cinzento é classificado de acordo com sua resistência à tração sob este esquema, com ferro fundido cinzento categoria 20, por exemplo, tendo uma resistência à tração mínima de 20.000 psi (140 MPa).

Ferro fundido branco

Devido à presença de carboneto de ferro, ou cementita Fe3C, o ferro fundido branco tem uma cor de fratura branca. Ao contrário do grafite, a presença de carbono nesta forma é resultado de um menor teor de silício em relação ao ferro fundido cinzento. Normalmente, o ferro fundido branco inclui 1,8 wt. por cento-3,6 em peso. por cento de biomassa, 0,5% em peso. por cento-1,9 em peso. Percentual de silício e 1,0% em peso - 2,0% em peso de manganês. Os ferros fundidos brancos são altamente resistentes ao desgaste e delicados. Como consequência de sua microestrutura contendo fragmentos maciços de carboneto de ferro, eles apresentam alta dureza e não são facilmente usinados.

Aplicações do ferro fundido branco

Em seções resistentes à abrasão onde a fragilidade é de importância limitada, como revestimentos de conchas, bombas de polpa, moinhos de bolas, barras elevadoras, bicos de extrusão, misturadores de cimento, conexões de tubos, flanges, britadores e impulsores de bombas, o ferro fundido branco é usado. O ferro branco com alto teor de cromo, ASTM A532, é um tipo típico de ferro branco. Isso inclui níquel e cromo para aplicações de forte abrasão com baixo efeito.

Ferro fundido maleável

Através de um tratamento térmico de recozimento lento do ferro fundido branco, são formados ferros fundidos maleáveis. Isso resulta na conversão de carbono em grafite na forma de carboneto de ferro em ferro branco, sendo a ferrita ou perlita composta pela matriz restante. No tipo de formas circulares ou nodulares, a grafite está presente. Forte maleabilidade e boa ductilidade são demonstradas pelo ferro fundido maleável. Apresenta forte durabilidade de fissuras em baixas temperaturas devido ao teor de silício diminuído em relação a outros ferros fundidos.

Aplicações de ferro fundido maleável

O ferro fundido maleável é usado para acessórios elétricos e máquinas, ferramentas manuais, acessórios para tubos, arruelas, suportes, equipamentos agrícolas, ferragens de construção e peças de máquinas, devido à sua alta resistência à tração e ductilidade. A ASTM A47 é uma classificação comum para ferro fundido maleável.

Fundição de ferro dúctil

A existência de grafite na forma de nódulos esféricos, como no ferro fundido maleável, é caracterizada pelo ferro fundido dúctil, também conhecido como ferro fundido nodular e ferro fundido com grafite esferoidal. Ao contrário do ferro fundido maleável, o ferro fundido dúctil é formado por uma composição química particular, não pelo tratamento térmico do ferro branco. 3,2 peso por cento-3,6 em peso. por cento de carbono, 2,2 em peso. por cento-2,8 em peso. por cento de silício e 0,1 em peso. por cento-0,22 em peso. por cento de manganês, além de menores concentrações de magnésio, arsênio, cobre e enxofre, a estrutura esférica das inclusões de grafite, é responsável pela existência de manganês.

Implementações de ferro fundido dúctil

Este aço é mais dúctil que o ferro fundido cinzento ou branco devido à sua microestrutura. É utilizado como conduta de ferro dúctil para infra-estruturas de água e saneamento para este fim. Também é capaz de suportar ciclos térmicos e também é usado em engrenagens e módulos de suspensão para automóveis, freios e válvulas, bombas e peças hidráulicas e carcaças de turbinas eólicas. ASTM A536 é geralmente conhecido como ferro fundido dúctil.

Armazenamento e Produção de Ferro Fundido Branco

O ferro deve ser removido do minério de ferro para a fabricação do ferro fundido. Em um alto-forno, o minério é fundido onde se separa em ferro-gusa e escória. O forno é aquecido em atmosfera de oxigênio a cerca de 1800 graus Celsius e a escória produzida sobe à superfície e pode ser removida. O ferro-gusa fundido produz carbono de cerca de 3% em peso. por cento-5 em peso. por cento. Em seguida, o ferro, carvão, coque e calcário são misturados com isso. O teor de carbono é reduzido até que as impurezas sejam separadas seletivamente desse ferro. Para transformar o teor de carbono em grafite ou cementita, o silício pode ser adicionado nesta etapa. Depois disso, o ferro é fundido em diferentes formas e este é o ferro fundido branco.