O que é Ferro Fundido? - Definição, Propriedades e Usos

O que é Ferro Fundido?

O ferro fundido é um grupo de ligas ferro-carbono com um teor de carbono superior a 2 a 4 por cento. Além disso, quantidades variáveis ​​de silício de 1 a 3% em peso e manganês, bem como vestígios de impurezas como enxofre e fósforo. O ferro fundido é feito reduzindo o minério de ferro em um alto-forno.

O ferro líquido é derramado ou fundido e endurecido em lingotes brutos chamados pigs, e os pigs são então refundidos junto com sucata e elementos de liga em fornos de cúpula e moldados novamente em moldes para produzir uma variedade de produtos.

Os ingredientes da liga afetam sua cor quando quebra:o ferro fundido branco tem impurezas de carboneto que permitem a passagem de rachaduras, o ferro fundido cinzento tem flocos de grafite que desviam uma rachadura que passa e iniciam inúmeras novas rachaduras à medida que o material se rompe, e o ferro fundido dúctil tem grafite esferoidal “nódulos” que interrompem a rachadura impedem o progresso.

Com exceção do ferro maleável, o ferro fundido tende a ser quebradiço. Com seu ponto de fusão relativamente baixo, boa fluidez, fundibilidade, excelente usinabilidade, resistência à deformação e resistência ao desgaste, o ferro fundido tornou-se um material de engenharia com uma ampla gama de aplicações.

O ferro fundido é usado em tubos, máquinas e peças automotivas, como cabeçotes, blocos de cilindros e caixas de engrenagens. É resistente a danos de oxidação, mas difícil de soldar.

do que é feito o ferro fundido?

O ferro fundido é feito de ferro gusa, que é o produto da fusão do minério de ferro em um alto-forno. O ferro fundido pode ser feito diretamente do ferro gusa fundido ou por refusão do ferro gusa, muitas vezes junto com quantidades substanciais de ferro, aço, calcário, carbono (coque) e tomando várias medidas para remover contaminantes indesejáveis.

O fósforo e o enxofre podem ser queimados do ferro fundido, mas isso também queima o carbono, que deve ser substituído. Dependendo da aplicação, os teores de carbono e silício são ajustados para os níveis desejados, que podem variar de 2 a 3,5% e 1 a 3%, respectivamente.

Se desejado, outros elementos são então adicionados ao fundido antes que a forma final seja produzida por fundição.

O ferro fundido às vezes é fundido em um tipo especial de alto-forno conhecido como cúpula, mas em aplicações modernas, é mais frequentemente fundido em fornos elétricos de indução ou fornos elétricos a arco. Após a fusão estar completa, o ferro fundido fundido é despejado em um forno ou panela.

Qual ​​é a diferença entre ferro fundido e aço?

A principal diferença entre os dois elementos é que o aço é produzido a partir de minério de ferro e sucata, e é chamado de liga de ferro, com carbono controlado. Enquanto cerca de 4% do carbono no ferro o torna ferro fundido e menos de 2% do carbono o torna aço.

O ferro fundido é mais barato que a maioria dos aços. Além disso, a temperatura de fusão do ferro fundido é menor que a do aço, mas possui alta resistência à compressão, alta dureza e alta resistência ao desgaste. Portanto, a diferença importante entre o aço e o ferro fundido é que o aço é dúctil e maleável, enquanto o ferro fundido é endurecido e possui alta resistência à compressão.

Como outra diferença importante entre o aço e o ferro fundido, podemos dizer que o carbono no aço está na forma de carboneto de ferro, enquanto o ferro fundido tem carbono como grafite ou carboneto de ferro ou ambos. Além disso, o ferro fundido tem excelente fluidez, sem aço.

Propriedades do ferro fundido

Algumas propriedades mecânicas comuns para ferro fundido incluem:

• Dureza. O ferro fundido é duro e pode ser endurecido por aquecimento e resfriamento repentino. Isso o torna bastante durável. O aço macio pode ser endurecido e revenido usando processos relevantes.
• Resistência. A capacidade do material de absorver energia
• Ductilidade. Capacidade do material de se deformar sem fratura
• Elasticidade. A capacidade do material de retornar às suas dimensões originais após ter sido deformado
• Maleabilidade. A capacidade do material de se deformar sob compressão sem se romper
• Resistência à tração. A maior tensão longitudinal que um material pode suportar sem rasgar
• Força de fadiga. A maior tensão que um material pode suportar por um determinado número de ciclos sem quebrar
• Ponto de fusão. O ferro fundido tem um ponto de fusão mais baixo (12.000C) em comparação com o ponto de fusão do aço macio, que fica na faixa de 13.000C e 14.000C.
• Castibilidade. O ferro fundido é mais fácil de trabalhar quando se trata de moldar formas a partir do material. Devido ao carbono extra presente no ferro fundido, sua forma fundida é mais fluida e isso facilita a moldagem do material em formas complexas.
• Usinabilidade. O ferro fundido é quase elástico até a resistência máxima à tração e produz cavacos descontínuos que se soltam facilmente da amostra. Isso ajuda a melhorar a capacidade de corte. Devido a isso, o ferro fundido é o material preferido quando se trata de alta usinabilidade e resistência.

Composição do ferro fundido

Ferro fundido, uma liga de ferro que contém 2 a 4 por cento de carbono, juntamente com quantidades variadas de silício e manganês e vestígios de impurezas como enxofre e fósforo. É feito reduzindo o minério de ferro em um alto-forno.

O ferro fundido também contém um pequeno número de impurezas, como silício, enxofre, manganês e fósforo, cobre, níquel, cromo, que afetam suas propriedades em pequena ou grande escala. O efeito dessas propriedades é o seguinte.

• Silício: No ferro fundido, as partículas de silício têm até 4% de presença. Promove a formação de grafite que o torna macio e fácil de usinar e aumenta a temperabilidade e a resistividade elétrica.
• Enxofre: Está presente até 0,1 por cento. Torna o ferro fundido duro e quebradiço.
• Manganês: Promove a formação de carboneto de ferro fundido que o torna elite, duro e aumenta a resistência ao desgaste e abrasão. Está presente em até 0,75%.
• Crómio: Também promove a formação de carboneto que aumenta a temperabilidade, resistência ao desgaste, corrosão e resistência à oxidação.
• Níquel: Aumenta a resistência à tração.
• Tungstênio: Aumenta a dureza a quente e a resistência a quente.
• Molibdênio: Aumenta a temperabilidade.
• Vanádio: Aumenta a temperabilidade e a dureza a quente.
• Alumínio: Funciona como desoxidante em aço.
• Titânio: Funciona como desoxidante em aço.
• Niobio: Reduz a temperabilidade e aumenta a ductilidade, o que resulta em maior resistência ao impacto.
• Cobalto: Reduz a temperabilidade e resiste ao amolecimento em temperaturas elevadas.

Tipos de ferro fundido

Os quatro tipos básicos de ferro fundido – são ferro branco, ferro cinzento, ferro dúctil e ferro maleável.

• Ferro branco.
• Ferro cinza.
• Ferro dúctil.
• Ferro maleável.

1. Ferro fundido cinzento

O tipo mais comum, o ferro cinzento, tem uma microestrutura de grafite composta por muitas pequenas fraturas. É chamado de “ferro cinza” porque a presença dessas pequenas rachaduras cria a aparência de uma cor cinza.

Durante a produção de ferro cinza, as rachaduras se abrem e revelam a grafite de cor cinza sob a superfície. O ferro cinzento não é tão forte quanto o aço, nem pode absorver a mesma quantidade de impacto que o aço. O ferro fundido cinzento oferece uma resistência à compressão semelhante ao aço. Como resultado, tornou-se uma escolha de metal popular para aplicações onde a resistência à compressão é importante.

Caracterizado com grafite na microestrutura, dando:

• Boa usinabilidade
• Boa resistência ao desgaste e escoriações

2. Ferro fundido branco

O ferro branco, embora não seja tão comum quanto o ferro cinza, é outro tipo que vale a pena mencionar. Recebe o nome de sua cor esbranquiçada, que é resultado de compostos de ferro conhecidos como cementita. Como o ferro fundido cinzento, o ferro fundido branco tem muitas pequenas rachaduras.

A diferença é que o ferro fundido branco possui características de cementita abaixo de sua superfície, enquanto o ferro fundido cinzento possui grafite abaixo de sua superfície. A grafite produz uma aparência de cor cinza enquanto a cementita produz uma aparência de cor branca. O ferro fundido branco é duro e oferece excelente resistência à abrasão.

Caracterizado pela prevalência de carbonetos, impactando:

• Alta resistência à compressão
• Dureza
• Boa resistência ao desgaste

3. Ferro fundido dúctil

O ferro dúctil, também conhecido como ferro nodular, é um tipo de liga de ferro macio, dúctil e com alto teor de carbono. Normalmente é feito com traços de outros compostos, incluindo magnésio e cério.

Quando esses compostos são adicionados, eles inibem a taxa de crescimento do grafite, mantendo o metal macio e dúctil. O ferro dúctil foi inventado no início e meados da década de 1940.

Ferro cinzento com pequenas quantidades de magnésio e césio nodulam a grafite, resultando

• Alta resistência
• Alta ductilidade

4. Ferro fundido maleável

Finalmente, um ferro maleável e fácil de “trabalhar”. Normalmente é feito por processos de tratamento térmico em ferro fundido branco. O ferro fundido branco é aquecido por até dois dias e depois resfriado. Uma vez concluído, o ferro maleável pode ser dobrado e manipulado para obter formas e tamanhos únicos.

Ferro fundido branco tratado termicamente para melhorar

• Maior ductilidade

5. Ferro fundido mosqueado

O ferro fundido tem uma quantidade igual de carbono livre e carboneto conhecido como ferro fundido mosqueado. Possui propriedade intermediária e cor de ferro fundido cinza e ferro fundido branco.

6. Ferro fundido resfriado

Se o ferro fundido branco esfriou rapidamente do estágio fundido, o ferro produzido é conhecido como ferro fundido resfriado.

7. Ferro fundido de liga

O ferro fundido de liga é produzido pela adição de alguns elementos de liga no ferro fundido como níquel, cromo, cobre, etc. Tem propriedades aumentadas de acordo com o elemento de liga. Este ferro fundido é produzido para obter as propriedades desejadas do ferro fundido.

Uso de ferro fundido

O ferro fundido pode ser usado para muitos tipos de materiais e fazer diferentes ferramentas etc.

• Ferro fundido cinzento: Blocos de cilindros de motores, volantes, caixas de câmbio, bases de máquinas-ferramentas.
• Ferro fundido branco: Superfícies de rolamento.
• Ferro fundido dúctil: Engrenagens, árvores de cames, virabrequins, anéis de pistão.
• Muitos tipos de acessórios sanitários, como canos de esgoto, bueiros, canos de água e cisternas, são fabricados com ferro fundido.
• A base da coluna e as colunas de metal podem ser feitas de ferro fundido
• Molde de fundição usado para fazer postes de iluminação, escadas de metal, portões, etc.
• As rodas da carruagem e as cadeiras ferroviárias são feitas de ferro fundido.
• Vários tipos de equipamentos e implementos agrícolas podem ser feitos a partir dele.
• Várias peças de máquinas podem ser feitas de ferro fundido
• É usado na fabricação de peças automotivas
• É usado para fazer panelas, panelas e utensílios
• É usado para fazer âncoras para navios

Vantagens do ferro fundido

• Tem boas propriedades de fundição
• Tem boa sensibilidade
• Tem excelente resistência ao desgaste
• Tem boa usinabilidade.
• Tem sensibilidade de entalhe muito baixa
• Tem uma concentração de baixa tensão
• Tem baixo custo
• Tem durabilidade
• Tem resistência à deformação
• Tem três a cinco vezes mais resistência à compressão do que o aço.
• Tem excelentes propriedades anti-vibração (ou amortecimento), por isso é usado para fazer estruturas de máquinas.
• Tem propriedades mecânicas constantes entre 20 e 350°C.
• Ele está disponível em grandes quantidades, portanto, produzido em grande escala. As ferramentas necessárias para o processo de fundição são relativamente baratas e baratas. Isso resulta em um baixo custo de seus produtos.
• Pode receber qualquer forma e tamanho complexos sem usar operações de usinagem caras

Desvantagens do ferro fundido

• É propenso a enferrujar
• Tem baixa resistência à tração
• Tem uma alta relação peso/força
• Tem alta fragilidade
• Tem baixa resistência ao impacto
• Comparado ao aço, tem baixa usinabilidade
• Suas partes são sensíveis à seção; isso se deve ao resfriamento lento de seções grossas.
• A falha de suas peças é repentina e no total, não reflete o ponto de escoamento.
• É não usinável (ferro fundido branco).

Perguntas frequentes.

O que é Ferro Fundido?

O ferro fundido é um grupo de ligas ferro-carbono com um teor de carbono superior a 2 a 4 por cento. Além disso, quantidades variáveis ​​de silício de 1 a 3% em peso e manganês, bem como vestígios de impurezas como enxofre e fósforo. O ferro fundido é feito reduzindo o minério de ferro em um alto-forno.

Qual ​​é a composição do ferro fundido?

O ferro fundido é um grupo de ligas ferro-carbono com um teor de carbono superior a 2 a 4 por cento. Além disso, quantidades variáveis ​​de silício de 1 a 3% em peso e manganês, bem como vestígios de impurezas como enxofre e fósforo.

Quais são os tipos de ferro fundido?

Existem quatro tipos básicos de ferro fundido – ferro branco, ferro cinzento, ferro dúctil e ferro maleável.

• Ferro branco.
• Ferro cinza.
• Ferro dúctil.
• Ferro maleável.

Quais são os usos do ferro fundido?

Como resultado de sua boa resistência à tração e ductilidade, o ferro fundido maleável é usado para acessórios e equipamentos elétricos, ferramentas manuais, acessórios para tubos, arruelas, suportes, equipamentos agrícolas, ferragens de mineração e peças de máquinas. Uma classificação comum para ferro fundido maleável é ASTM A47.

É saudável cozinhar em ferro fundido?

Ferro fundido não é só fritar. É verdade que uma frigideira de ferro fundido é um excelente veículo para fritar. Mas sua capacidade de reter o calor também se presta à culinária saudável, diz Kerri-Ann Jennings, nutricionista e treinadora de nutrição registrada em Vermont.

Quais são os benefícios do ferro fundido?

Ferro fundido mantém o calor. As panelas de aço inoxidável podem aquecer uniformemente, rapidamente, mas o ferro fundido pode aguentar esse calor por toda a panela por muito mais tempo. Isso contribui para um resultado mais uniforme e desejável para alimentos como carnes e bifes.

Quais são as desvantagens do ferro fundido?

Desvantagens do ferro fundido:

• É propenso a enferrujar.
• Tem baixa resistência à tração.
• Suas partes são sensíveis à seção, isso se deve ao resfriamento lento de seções grossas.
• a falha de Suas partes é repentina e total; não exibe ponto de rendimento.
• Tem baixa resistência ao impacto.
• Comparado ao aço, tem baixa usinabilidade.

O ferro fundido é melhor que o aço?

O ferro fundido normalmente tem melhor resistência ao desgaste mecânico do que o aço, especialmente em situações de desgaste por fricção.

Qual ​​é o melhor ferro ou ferro fundido?

O ferro fundido é mais duro, mais quebradiço e menos maleável que o ferro forjado. Ele não pode ser dobrado, esticado ou moldado, pois sua fraca resistência à tração significa que ele irá fraturar antes de dobrar ou distorcer. No entanto, apresenta boa resistência à compressão.

O ferro fundido é forte?

Ferro fundido, novamente como alvenaria, é muito forte em compressão. O ferro forjado, como a maioria dos outros tipos de ferro e, de fato, como a maioria dos metais em geral, é forte em tensão e também resistente – resistente à fratura.

O ferro fundido é barato?

Os varejistas sempre cobrarão o valor mais alto que puderem por um determinado produto. As panelas de ferro fundido são baratas de fazer e não têm a vantagem da marca La Creuset. Que faz utensílios de cozinha de ferro fundido esmaltado fino. Cozinhar em ferro fundido é de certa forma um nicho de mercado e pode ser transmitido de geração em geração.

Por que o ferro fundido não enferruja?

O ferro fundido é uma liga com alto teor de carbono (pelo menos 1,7% e geralmente 3,0–3,7%), tornando-o relativamente resistente à corrosão.

O ferro preto é o mesmo que o ferro fundido?

Apesar do nome, o tubo de ferro preto é na verdade feito de um composto de “aço suave” de baixa qualidade. Isso lhe dá uma resistência à corrosão muito melhor do que a tubulação tradicional de ferro fundido.

Quem inventou o ferro fundido?

O inglês Abraham Darby é creditado por revolucionar as panelas de ferro fundido; em 1707, ele patenteou um método para fundir ferro em potes e chaleiras relativamente finos, um processo que os tornava mais baratos de produzir.

Por que o ferro fundido é tão pesado?

O ferro fundido tem uma capacidade de calor maior que o cobre, então é preciso mais energia para aquecer um quilo de ferro fundido a uma determinada temperatura do que um quilo de cobre. Mais energia é armazenada em cada libra de ferro fundido. Â O alumínio tem uma capacidade de calor maior do que o ferro (armazena mais calor por libra), mas é muito menos denso do que o ferro.

O ferro fundido é mais forte que o alumínio?

Ferro fundido e alumínio fundido têm a mesma aparência, mas o alumínio fundido é mais leve e mais forte. Devido à massa mais pesada de ferro, ele retém o calor por mais tempo, mas demora um pouco mais para esquentar. O ferro fundido tem uma vida útil mais longa e é mais caro.

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