Ferro fundido cinzento

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FERRO FUNDIDO



Segundo CHIAVERINI, “ferro fundido é a liga ferro-carbono-silício, de teores de carbono geralmente acima de 2,0%, em quantidade superior à que pode ser retida em solução sólida na austenita, de modo a resultar carbono parcialmente livre, na forma de veios ou lamelas de grafita”.
Para maior entendimento sobre Ferros Fundidos é necessário o estudo de seu diagramade equilíbrio. Verdadeiramente o diagrama Fe-C (figura 1) não é um diagrama de equilíbrio, uma vez que o composto formado – carboneto de ferro (Fe3C) – não é uma fase de equilíbrio. A cementita (Fe3C) pode se decompor em fases mais estáveis de ferro e carbono (grafita). Na maioria das situações práticas a cementita é bastante estável.Figura 1






EFEITO DO SILÍCIO

A principal influência do silício na composição do ferro fundido é o deslocamento da composição do eutético. O ponto eutético é formado com porcentagem menores de carbono à medida que o teor de silício aumenta. Devido a presença do silício a reação eutética ocorre num intervalo de temperatura.
Surge o conceito de carbono equivalente.Dependendo do teor de silício, a liga se comporta como se tivesse um teor de carbono diferente do real.(figura 2)
C.E. = %C + 1/3 %Si
Por exemplo, uma liga com 3,6%C e 2,3% Si, terá como resultado de carbono equivalente, C.E. = 4,3%. Assim estas ligas se comportam mecanicamente como uma liga eutética.
Do ponto de vista da estrutura e de propriedades mecânicas, o silíciotambém influencia na grafitização, ou seja, promover a decomposição do Fe3C em ferro e carbono. Usando um ferro fundido hipoeutético de 3,0% C e 2,3 % Si, como exemplo, a 1150°C o líquido remanescente solidifica com teor de carbono de aproximadamente 3,6 %, neste momento ocorre grande parte da grafitização. No curto período que ocorre a solidificação final fica estabelecida a quantidade, forma e adistribuição da grafita.


2,3 % Si
α + L




γ + L




γ


γ + Fe3C


Figura 2 3,6% C

A velocidade de resfriamento e a presença de elementos de liga são relevantes nesta decomposição.Analisando a composição química, percebe-se que o teor de carbono determina a quantidade de grafita a ser formado, o silício favorece a decomposição do carboneto de ferro, é o elemento grafitizante. Por outro lado, o manganês tem efeito oposto ao silício, este estabiliza a cementita (Fe3C ). O fósforo é um estabilizador de carboneto de ferro, atua na estrutura do material formando com o ferro e com ocarbono um composto de natureza eutética.
Examinando a velocidade de resfriamento, verifica-se que seção espessa relaciona-se com resfriamento lento, ocorrendo grafitização. Formando estrutura que confere ao material baixa dureza, excelente usinabilidade e boa resistência mecânica.



FERRO FUNDIDO BRANCO

Praticamente todo carbono se apresenta na forma combinada de carboneto deferro, mostrando uma superfície de fratura clara. Devido à grande quantidade de cementita, apresentam:
- Elevada dureza e resistência ao desgaste.
- Grande resistência à compressão e ao desgaste (cementita)
- Extremamente frágil
- Não pode ser maquinado
- Soldadura virtualmente impossível
- Baixo custo
A produção de ferro fundido branco é baseada na adequação da composição química –teores de carbono e silício – e na velocidade de resfriamento. O coquilhamento é um sistema usado, que consiste em resfriamento do metal líquido em moldes nas condições apropriadas reduzindo bastante o efeito da grafitização.
Estes materiais são empregados em revestimento de moinhos, rodas de trem, cilindros para laminação e britamento de minério entre outras.
Nos ferros fundidos...
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