Ferro nodular

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AULA Nº 15 2. Ferros fundidos - propriedades, microestrutura e processamento Os ferros fundidos são materiais com particular aptidão ao processamento por fundição, como aliás a sua designação sugere; esta característica vem-lhes da sua composição química, próxima da eutéctica, que lhes garante uma baixa temperatura (ou intervalo de temperaturas) de fusão, relativamente às restantes ligas ferrosase uma elevada vazabilidade (ou aptidão a encher com metal líquido espaços de baixa espessura). Um ferro fundido é uma liga ferrosa com um teor em carbono superior a 2%; é pois uma liga Fe-C que sofre a reacção eutéctica durante a solidificação. O diagrama de equilíbrio Fe-C (vide figura 2 / 3 da aula nº 3 de Tratamentos Térmicos) admite duas opções para a solidificação de um ferro fundido: estepode solidificar segundo a versão metastável, a cheio no diagrama (com o carbono combinado na forma de Fe3C) ou segundo a versão estável, a traço interrompido no diagrama (com o carbono livre, na forma de grafite). No primeiro caso, a reacção eutéctica traduz-se por: L (4,30%C) = γ (2,11%C) + Fe3C (6,67%C) ocorrendo a 1148°C; o produto desta reacção chama-se ledeburite; um ferro fundido quesolidifica segundo esta reacção apresenta uma superfície de fractura com cor branca metálica, designando-se por ferro fundido branco. No segundo caso, a reacção eutéctica traduz-se por: L (4,26%C) = γ (2,08%C) + Cgrafite (100%C); esta reacção ocorre a 1154°C; um ferro fundido que solidifica segundo esta reacção apresenta uma superfície de fractura com cor cinzenta, devido à presença de grafite,designando-se por ferro fundido cinzento. São vários os factores que podem levar um ferro fundido a optar por solidificar segunda uma ou outra versão do diagrama de equilíbrio; os mais importantes são a composição química e a velocidade de arrefecimento. Altos teores em carbono e silício e leis de arrefecimento lentas favorecem a solidificação segundo a versão estável, isto é, a formação de um eutécticografítico, originando ferros fundidos cinzentos. Inversamente, baixos teores em carbono e silício e leis de arrefecimento rápidas favorecem a solidificação segundo a versão metastável, com formação de ledeburite, originando ferros fundidos brancos. Uma mesma composição química pode pois originar um ferro fundido branco ou cinzento conforme a lei de arrefecimento a que a respectiva peça for sujeita;esta é definida pela espessura da peça a produzir e pela natureza da moldação em que a

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peça é vazada - quanto mais elevada a espessura da peça mais lenta será a lei de arrefecimento da liga dentro da moldação; a lei de arrefecimento pode ainda ser controlada pela natureza do material da moldação: paredes de moldação com elevada condutibilidade térmica (por exemplo,coquilhas metálicas) extraem rapidamente o calor, acelerando a lei de arrefecimento do metal líquido; paredes de moldação em areia (material refractário) impõem leis de arrefecimento lentas; a capacidade de extracção de calor pela moldação de areia pode ser porém aumentada se nela se introduzirem "arrefecedores" (massas metálicas que aceleram a condução do calor da peça para o exterior). Opotencial grafitizante de um banho líquido pode ainda ser manipulado através da técnica da inoculação. Estes factores serão pormenorizadamente discutidos na disciplina de Fundição; registe-se para já a ideia de que é possível forçar a solidificação de um ferro fundido (dentro de certos limites) a acontecer de modo a que seja produzido um ferro fundido branco ou cinzento, os quais têm propriedadesdistintas. Importa reter que é durante a solidificação que se define o tipo de ferro fundido que se vai obter num dado processo de fabrico - branco ou cinzento; as transformações sofridas posteriormente (no estado sólido) pela liga metálica não irão alterar o tipo de ferro fundido a obter à temperatura ambiente, embora condicionem as propriedades finais da liga (existe uma excepção a esta afirmação...
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