Tudo o que você precisa saber sobre ferro fundido

Neste artigo, você aprenderá a definição, aplicações, propriedades, composição e tipos de ferro fundido. Você também conhecerá as vantagens e desvantagens do ferro fundido.

O que é Ferro fundido?

Ferro fundido é um grupo de ligas de carbono que contém 2 a 4% de carbono e uma quantidade variável de sílica e manganês. Também contém impurezas como fósforo e enxofre. É produzido pela redução do minério de ferro em um alto-forno e sua matéria-prima é o ferro-gusa produzido a partir do minério de ferro fundido em um forno. Este ferro é feito diretamente de ferro-gusa fundido ou por refusão de ferro-gusa, muitas vezes junto com quantidades substanciais de ferro, calcário, aço ou coque.

Pode ser fundido em um tipo especial de alto-forno chamado Cúpula, mas é mais frequentemente fundido em fornos elétricos de indução ou fornos elétricos a arco.

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Como mencionado anteriormente, o ferro fundido é produzido a partir de ferro-gusa, calcário e coque. Seu processo de fabricação ocorre em um forno de cúpula por meio da refusão desses três materiais. O forno de cúpula é mais ou menos o mesmo que o alto-forno. É de forma cilíndrica e tem um diâmetro de cerca de 1m e uma altura de cerca de 5m. Os materiais são derramados do topo do forno e depois aquecidos. Neste ponto, as impurezas do ferro-gusa são removidas até certo ponto por oxidação que forma o ferro fundido. A escória é então removida do topo do ferro fundido em intervalos regulares. O ferro fundido é então derramado em um molde para formar as formas necessárias.

Aplicações de Ferro Fundido

As aplicações de ferro fundido são comuns no mundo da engenharia, como engenharia mecânica, canteiro de obras, oficina de madeira, etc. As seguintes são explicadas abaixo são aplicações de ferro fundido.

Uma de suas aplicações é para fundição ornamental como portões, poste, suporte, coluna de ferro para pequenas coberturas.

É usado para compressão de membros

Suas aplicações incluem a produção de cisternas, tubulações de água, tubulações de gás, esgotos, sanitários e tampas de bueiros. e

ferro fundido é usado para fazer correntes de trilhos, rodas de carruagens, etc.

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Aplicações comuns de tipos de ferro fundido incluem:

• O ferro cinza é capaz de resistir ao desgaste, e é por isso que é usado para produzir blocos de motor e cabeçotes, coletores, peças brutas de engrenagens de queimadores de gás, gabinetes e carcaças.
• o ferro fundido branco é um material frágil devido ao processo de resfriamento utilizado em sua produção. É por isso que o ferro fundido branco é usado em aplicações que exigem resistência ao desgaste e abrasão, como bicos de jateamento, revestimento de moinhos, sapatas de freio de ferrovias, rolos de laminação, carcaças de bombas de polpa e britadores.
• As aplicações do ferro dúctil são tão vastas porque podem ser divididas em diferentes graus. O material pode ser facilmente usinado, tem boa fadiga e resistência ao escoamento, e também boa resistência ao desgaste. é usado para fazer juntas de direção, virabrequins, engrenagens pesadas, componentes de suspensão automotiva, componentes hidráulicos e dobradiças de portas de automóveis.
• Finalmente, o ferro maleável também é de diferentes graus. tem a capacidade de reter e armazenar lubrificantes, partículas de desgaste não abrasivas e a superfície porosa que retém outros detritos abrasivos. Por causa disso, o ferro maleável é usado para superfícies de rolamentos de serviço pesado, correntes, rodas dentadas, bielas, componentes do trem de força e do eixo e material circulante de ferrovias.

Propriedades mecânicas do ferro fundido

Abaixo estão as propriedades mecânicas do ferro fundido:

Dureza - resistência do material à abrasão e à indentação

Resistência - capacidade do material de absorver energia

Ductilidade - capacidade do material de se deformar sem fratura

Elasticidade – capacidade do material de retornar às suas dimensões originais após ter sido deformado

Maleabilidade – 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.

Outros elementos de liga são adicionados para produzir:

• Manganês :Aumenta a resistência ao desgaste e à abrasão
• Cromo :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
• Silício :Aumenta a temperabilidade e a resistividade elétrica
• 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

Abaixo estão os vários tipos de ferro fundido:

Ferro Cinza:

Estes tipos de ferro fundido têm aparência acinzentada, causada por sua microestrutura grafítica que leva às fraturas da cor. Possui menor resistência à tração e resistência do que o aço e sua resistência à compressão é comparável ao aço de baixo e médio carbono. Estes são baseados no tamanho e forma dos flocos de grafite presentes na microestrutura do ferro fundido.

Ferro Branco:

o ferro branco apresenta superfícies fracionadas brancas porque contém um carboneto de ferro que é chamado de “cementita”. Devido ao baixo teor de silício e taxa de resfriamento mais rápida. O carbono no ferro fundido branco precipita e permite que ele derreta como cementita de fase metaestável, fe3c, em vez de grafite. A cementita precipita do fundido como partículas relativamente grandes. À medida que o carboneto de ferro precipita, ele retira carbono da fusão original, movendo a mistura para uma mais próxima da eutética, e a fase restante é a austenita ferro-carbono inferior (que um resfriamento pode transformar em martensita).

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Ferro maleável:

O processo de ferro maleável começa a ser fundido branco que é aquecido a cerca de 950°C (1.740°F) e depois resfriado por um ou dois dias o carbono no carboneto de ferro então muda para grafite e ferrita mais carbono (austenita). O processo lento permite que a tensão superficial forme o grafite em partículas esferoidais em vez de flocos.

Ferro Dúctil:

Esses tipos de ferro fundido também são conhecidos como ferro nodular ou dúctil. Foi desenvolvido em 1948. Os tipos de ferro fundido dúctil têm grafite em forma de nódulo muito pequeno com o grafite em forma de camadas concêntricas formando o nódulo. As propriedades dos ferros dúcteis são aquele aço esponjoso com o efeito de concentração de tensão que os flocos de grafite produziriam – pequenas quantidades de 0,02 a 0,1% de magnésio e apenas 0,02 a 0,4% de cério adicionado a essas ligas retardam o crescimento de precipitados de grafite por ligação às arestas dos planos de grafite.

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Vantagens e desvantagens do ferro fundido

Vantagens:

Abaixo estão os benefícios do ferro fundido em suas diversas aplicações:

• boas propriedades de conversão.
• disponível em grandes quantidades.
• baixo custo para o material
• boa usinabilidade para ferro fundido cinzento.
• boa sensibilidade.
• excelente resistência ao desgaste.
• Propriedades mecânicas constantes entre 20 e 350 graus Celsius.
• alta durabilidade.
• resistência à deformação.

Desvantagens:

apesar das boas vantagens deste material, ainda ocorrem algumas limitações. Abaixo estão as desvantagens do ferro fundido em suas diversas aplicações:

• baixa resistência à tração.
• propenso a enferrujar.
• os materiais são sensíveis à seção, devido ao resfriamento lento das seções grossas.
• alta fragilidade
• ferro fundido branco não pode ser usinado.
• nenhuma exibição do ponto de rendimento.

Isso é tudo para este artigo, onde a definição, aplicações, propriedades, composição e tipos de ferro fundido são discutidos. Você também aprendeu as vantagens e desvantagens do ferro fundido. Espero que você tenha o suficiente deste post, se assim for, por favor, compartilhe com outros alunos. Obrigado por ler, até a próxima!