O que distingue o aço fundido do ferro fundido e porque é que isso lhe interessa? Compreender estes materiais é essencial para escolher o mais adequado para o seu projeto. Este artigo explora as propriedades distintas, as vantagens e as aplicações comuns do aço e do ferro fundido. Obterá informações sobre os seus pontos fortes e fracos, ajudando-o a tomar decisões informadas para as suas necessidades de engenharia. Mergulhe para saber como estes materiais versáteis podem ter impacto na sua próxima construção.
Tanto o aço como o ferro são ligas de ferro-carbono que contêm uma pequena quantidade de elementos de liga e impurezas. De acordo com os diferentes teores de carbono, podem ser divididos em:
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O ferro fundido é uma liga de ferro-carbono com um teor de carbono superior a 2%. O carbono no ferro fundido existe frequentemente sob a forma de grafite e, por vezes, sob a forma de carbonetos.
Para além do carbono, o ferro fundido também contém 1% a 3% de silício, bem como manganês, fósforo, enxofre e outros elementos.
As ligas de ferro fundido também contêm elementos como o níquel, o crómio, o molibdénio, o alumínio, o cobre, o boro e o vanádio.
O carbono e o silício são os principais elementos que afectam a microestrutura e as propriedades do ferro fundido.
O ferro fundido pode ser dividido em:
Com um elevado teor de carbono (2,7% a 4,0%), o carbono existe principalmente sob a forma de grafite escamosa, e a superfície de fratura é cinzenta. Tem um baixo ponto de fusão (1145°C a 1250°C), pequena retração de solidificação, compressão resistência e dureza semelhante ao aço-carbono, e boa absorção de choques.
É utilizado para o fabrico de componentes estruturais, tais como bases de máquinas-ferramentas, cilindros e caixas.
2. Ferro fundido branco:
Com baixo teor de carbono e silício, o carbono existe principalmente sob a forma de carbonetos, e a superfície de fratura é branca prateada.
Durante a solidificação, tem uma grande contração e é propenso a buracos e fissuras de contração. Tem uma elevada dureza e fragilidade e não suporta cargas de impacto. É principalmente utilizado como peças em bruto para ferro fundido maleável e para fabricar peças resistentes ao desgaste.
3. Ferro fundido maleável:
Obtido por recozimento No ferro fundido branco, a grafite é distribuída de forma agrupada, comummente designada por ferro dúctil. A sua microestrutura e propriedades são uniformes, resistentes ao desgaste e têm boa plasticidade e tenacidade.
É utilizado para fabricar peças com formas complexas e capaz de suportar fortes cargas dinâmicas.
4. Ferro fundido dúctil:
Obtido por esferoidização da água férrea do ferro fundido cinzento. A grafite precipitada tem uma forma esférica, comummente designada por ferro fundido nodular.
Tem maior resistência, melhor tenacidade e plasticidade do que o ferro fundido cinzento comum. É utilizado no fabrico de peças para motores de combustão interna, componentes para automóveis, maquinaria agrícola, etc.
5. Ferro fundido de grafite compactado:
Obtida por compactação e esferoidização da água férrea do ferro fundido cinzento, a grafite precipitada tem a forma de um verme.
As suas propriedades mecânicas são semelhantes às do ferro fundido nodular, e as suas propriedades de fundição situam-se entre o ferro fundido cinzento e o ferro fundido nodular. É utilizado no fabrico de peças para automóveis.
6. Ligas de ferro fundido:
Ferro fundido comum com uma quantidade adequada de elementos de liga (tais como silício, manganês, fósforo, níquel, crómio, molibdénio, cobre, alumínio, boro, vanádio, estanho, etc.) adicionados.
Os elementos de liga alteram a estrutura matricial do ferro fundido, apresentando assim características correspondentes, tais como resistência ao calor, resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência a baixas temperaturas ou não magnetismo.
É utilizado no fabrico de peças para máquinas mineiras e químicas, instrumentos e contadores.
Aço utilizado para fundição. Trata-se de uma liga de fundição que pode ser dividida em três tipos: aço fundido ao carbono, aço fundido de baixa liga e aço fundido especial.
1. Aço fundido ao carbono:
Um aço para fundição em que o carbono é o principal elemento de liga e contém uma pequena quantidade de outros elementos. O aço fundido com baixo teor de carbono contém menos de 0,2% de carbono, o aço fundido com médio teor de carbono contém entre 0,2% e 0,5% de carbono e o aço fundido com alto teor de carbono contém mais de 0,5% de carbono.
À medida que o teor de carbono aumenta, a resistência e a dureza do aço fundido ao carbono aumentam. O aço fundido ao carbono tem elevada resistência, plasticidade e dureza, e um custo mais baixo.
É utilizado em maquinaria pesada para fabricar peças que suportam grandes cargas, como as estruturas dos laminadores, prensa hidráulica e utilizados em veículos ferroviários para fabricar peças sujeitas a grandes forças e impactos, tais como almofadas de baloiço, estruturas laterais, rodas e engates.
2. Aço fundido de baixa liga:
Aço para fundição que contém elementos de liga como o manganês, o crómio e o cobre. A quantidade total de elementos de liga é geralmente inferior a 5%, que tem maior resistência ao impacto e pode obter melhores propriedades mecânicas através de tratamento térmico.
O aço fundido de baixa liga tem melhor desempenho do que o aço-carbono, reduz o peso da peça e prolonga a vida útil.
3. Aço fundido especial:
Liga de aço fundido aperfeiçoada para satisfazer necessidades especiais. Existem muitas variedades, geralmente contendo um ou mais elementos de liga de alto teor para obter certas propriedades especiais.
Por exemplo, o aço com elevado teor de manganês, que contém entre 11% e 14%, pode resistir ao desgaste por impacto e é utilizado principalmente para peças resistentes ao desgaste de máquinas de exploração mineira e máquinas de engenharia; vários aços inoxidáveis à base de crómio ou crómio-níquel, utilizados para peças que trabalham sob condições de corrosão ou de alta temperatura acima de 650°C, tais como corpos de válvulas, bombas, contentores para a indústria química ou invólucros de turbinas de centrais eléctricas de grande capacidade.
O ferro nodular austenítico D-5S da norma ASTM requer um teor de carbono de inferior a 2,0%.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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