Ferro Forjado vs Ferro Fundido: Diferenças Principais e Aplicações

Quais são as diferenças? Descubra e aprenda como são usados

Muitas pessoas assumem que ferro fundido e ferro forjado são termos intercambiáveis para trabalhos antigos em ferro, mas há um mundo de diferença.

Ferro Forjado é ferro que foi aquecido e então trabalhado com ferramentas.

Ferro Fundido é ferro que foi derretido, vazado em um molde e deixado solidificar.

A distinção fundamental entre ferro fundido e ferro forjado está em como são produzidos. As diferenças podem ser encontradas nos nomes: forjado é particípio passado de trabalhar ("ferro trabalhado"), e fundido descreve qualquer coisa formada pelo processo de fundição.

Os diferentes métodos de produção criam metais com resistências e fraquezas variadas, e é por isso que você raramente vê uma cerca de ferro fundido ou uma frigideira de ferro forjado.

O que é ferro forjado?

O ferro forjado é composto principalmente de ferro elementar com pequenas quantidades (1-2%) de escória adicionada (o subproduto da fundição de minério de ferro, geralmente consistindo de uma mistura de óxidos de silício, enxofre, fósforo e alumínio). O ferro forjado é feito aquecendo repetidamente o material e trabalhando-o com ferramentas para deformá-lo.

O ferro forjado é altamente maleável, permitindo que seja aquecido, reaquecido e trabalhado em várias formas — o ferro forjado fica mais forte quanto mais é trabalhado e é caracterizado por sua aparência fibrosa. O ferro forjado contém menos carbono que o ferro fundido, tornando-o mais macio e mais dúctil. Também é altamente resistente à fadiga; se grandes quantidades de pressão são aplicadas, ele sofrerá grande deformação antes de falhar.

O termo "ferro forjado" é frequentemente mal usado hoje; é comumente usado para descrever designs semelhantes a peças históricas de ferro forjado — independentemente do metal usado. Aço doce que foi dobrado por máquina em forma a frio ou peças de aço fundido e ferro que foram pintadas de preto são regularmente rotuladas erroneamente como trabalho em ferro forjado. Para ser verdadeiramente designado como ferro forjado, no entanto, uma peça de metal deve ser forjada por um ferreiro que a aquece e a martela em forma.

O ferro forjado foi usado já em 2000 a.C. na península da Anatólia (atual Turquia), e foi amplamente usado na construção ao longo do século 19. Avanços na metalurgia no século 20, no entanto, tornaram mais fácil e menos caro usinar e soldar peças de metal. A natureza comparativamente cara e demorada da ferraria levou ao fim de sua prática comercial em grande escala em meados dos anos 1970. Isso significa que a maioria das peças verdadeiras de ferro forjado hoje são ou antiguidades ou peças de especialidade forjadas por artesãos locais.

O que é ferro fundido?

O ferro fundido pode se referir a uma gama de ligas de ferro, mas é mais comumente associado ao ferro cinzento. Apesar de ter o nome ferro, não é ferro elementar puro (Fe na tabela periódica) — é na verdade uma liga contendo 2-4% de carbono, mais pequenas quantidades de silício e manganês. Outras impurezas, como enxofre e fósforo, também são comuns.

O ferro fundido é formado pela fundição de minério de ferro, ou fusão de ferro-gusa (um produto intermediário da extração de minério de ferro), e mistura com sucatas metálicas e outras ligas. A mistura líquida é então vazada em moldes e deixada para esfriar e solidificar.

O resultado final é forte mas frágil. Devido ao maior teor de carbono, o ferro fundido solidifica como uma liga heterogênea, significando que contém múltiplos constituintes, ou materiais em diferentes fases, dentro de sua microestrutura.

Esta microestrutura mista é o que dá ao ferro fundido suas propriedades físicas distintivas. As partículas internas de carbono criam pontos de tensão internos propensos a fratura. O ferro fundido é mais duro, mais frágil e menos maleável que o ferro forjado. Não pode ser dobrado, esticado ou martelado em forma, já que sua resistência à tração fraca significa que fraturará antes de dobrar ou distorcer. No entanto, apresenta boa resistência à compressão.

A fundição é significativamente menos intensiva em mão de obra que a fabricação de ferro forjado, e foi uma forma proeminente de produção ao longo dos séculos 18 e 19. O advento do aço e tecnologias de usinagem automatizadas reduziram o papel da fundição em algumas indústrias, mas continua sendo um processo econômico e amplamente usado em muitas outras. Enquanto o aço deslocou quase totalmente o ferro fundido na construção, o ferro fundido permanece popular para produtos com formas complexas que são mais fáceis de fundir do que usinar. O ferro fundido é menos reativo com materiais de molde que o aço, e tem ponto de fusão mais baixo, tornando-o mais fluido.

Ferro dúctil: Resistência e versatilidade

O ferro dúctil, também conhecido como ferro fundido dúctil, é uma forma moderna e única de ferro fundido desenvolvida por pesquisadores durante os anos 1940. Eles descobriram que adicionando ligas seletivas — inicialmente uma liga de magnésio-cobre, e eventualmente cério — podiam manipular átomos de carbono para formar uma microestrutura diferente da do ferro fundido. A microestrutura do ferro dúctil previne a formação de trincas, resultando em um metal que tem as vantagens do ferro fundido sem a fragilidade.

O ferro dúctil pode ser fabricado em múltiplos graus para alcançar alta ductilidade e resistência à tração. Ferro dúctil austemperado, produzido com tratamento térmico adicional, tem propriedades mecânicas ainda melhores e resistência ao desgaste.

O ferro dúctil também exibe relativamente pouca contração ao esfriar, tornando-o perfeito para fundição de precisão. O ferro dúctil é frequentemente usado "como fundido", significando que não requer tratamentos térmicos. Isso pode ajudar a reduzir custos de fabricação, especialmente a longo prazo.

Considerações sobre corrosão

Ferro fundido e ferro forjado são ambos suscetíveis à corrosão quando superfícies expostas entram em contato com oxigênio na presença de umidade. Isso pode ser desafiador para ambientes externos com exposição quase constante a precipitação e umidade. Diferente de outros metais que formam um revestimento oxidativo protetor, o ferro, dado tempo suficiente, enferrujará e descascará completamente.

Para prevenir ferrugem, produtos de ferro devem ser revestidos para evitar exposição. Tinta é comumente usada para revestir e proteger metal exposto. Revestimento em pó é outro método, ideal para mobiliários urbanos mais suscetíveis a desgaste em áreas de alto tráfego. Revestimentos em pó são altamente duráveis e não desbotam, lascam ou racham por longos períodos.

Preservação histórica

De Lincoln, Massachusetts a Lincoln, Nebraska a Lincoln, Ontário, a América do Norte é rica em história. Cada cidade tem uma história para contar, e os edifícios nessas cidades desempenharam tanto papel na construção do passado quanto as próprias pessoas.

Ao restaurar edifícios históricos com ferro arquitetônico e metalurgia, qualidade e autenticidade são críticas. Grandes elementos externos como bolardos, portões, cercas, postes de iluminação e bancos de parque desempenham papel significativo em criar uma atmosfera fiel aos tempos históricos. Fundições modernas podem reproduzir metalurgia antiga tomando suas pistas de design de desenhos históricos ou das próprias estruturas originais.

Para mais informações sobre ferro fundido, ou para solicitar um orçamento para um projeto personalizado, entre em contato conosco.

Fontes

• Encyclopedia Britannica. "Ferro fundido".
• Encyclopedia Britannica. "Ferro forjado".
• Engineer's Handbook. "Ferro Fundido".
• Ductile Iron Society. "Dados de Ferro Dúctil para Engenheiros de Projeto".