Metalurgia: conheça os tipos de ferro fundido

Na área da soldagem é fundamental conhecer um pouco mais sobre os metais e ligas, como os tipos de ferro fundido, para realizar as aplicações corretas dos materiais e, assim, garantir a qualidade e segurança do trabalho executado.

Sabemos que o ferro fundido é uma liga metálica formada à base de ferro com carbono (acima 2,11%) e outros elementos como silício (1%-4%).

Então, você já se perguntou se existe só um tipo de ferro fundido?

Vamos juntos esclarecer essa dúvida, para evitar erros na hora da soldagem. Solda nada mais é que a união de metais em continuidade, mantendo suas características, ou seja, mesmo material base e o mesmo de adição. 

Tópicos do texto:

• Composição do ferro fundido
• Tipos de Ferro Fundido, características e aplicações 
• Vídeo Aula sobre Metalização
• Vantagens e desvantagens

Composição do Ferro Fundido

O Ferro Fundido – é uma liga de Ferro-Carbono (Fe-C) produzida a partir do ferro-gusa em mistura eutética contendo alto teor de carbono (de 2,11% á 7%) e silício (de 1%-4%), tornando uma liga ternária (Fe-C-Si), podendo conter outros elementos químicos em sua composição, fabricados nas siderúrgicas em processos de fundição e usinagem, além de ser um dos metais mais baratos.

Pode ser classificado das seguintes formas:

• Cinzento 
• Branco 
• Nodular/Dúctil
• Maleável 
• Grafita compactada
• Mesclado

Conhecido como FoFo no meio industrial por sua abreviação, é essencial nos diversos setores da indústria, construção civil, serralheria, entre outros, por aguentar condições extremas, resistência à corrosão, abrasão, elevado grau de dureza e fácil usinagem. 

Tipos de Ferro Fundido, características e aplicações

O que define cada tipo e os diferencia, é basicamente a presença de elementos de liga e forma de resfriamento, que trazem propriedades e características particulares a cada um deles, sendo amplamente utilizado para produção peças que exigem grandes esforços mecânicos.

Vejamos suas características e aplicações:

Cinzento 

O Ferro Fundido Cinzento é composto com alto teor de silício (1,0%-3,0%) e apresenta grafita em forma lamelar, exibindo uma coloração escura, contendo uma alta fluidez na fundição facilitando o processo de moldagem garantindo a fabricação de peças finas e mais complexas, sendo o material mais utilizados entre os ferros fundidos.

• Maior dureza
• Boa resistência mecânica
• Baixo ponto de fusão
• Excelente usinabilidade
• Boa Resistência à compressão
• Baixo custo
• Boa resistência ao desgaste 
• Capacidade de amortecer impactos e vibrações  
• Taxa de resfriamento lento

Aplicações: usado nos mais diversos setores industriais como automobilísticos, ferroviários, navais, etc. para fabricação de bases de equipamento industriais, mesas de máquinas, bloco de motor, carcaças metálicas, discos de freios, capa de mancais, etc. 

Branco

O Ferro Fundido Branco apresenta coloração branca devido à presença de cementita, com um menor teor de silício e uma taxa de resfriamento mais alta e rápida, é menos comum que o cinzento, muito utilizado em aplicações como superfície de desgastes como revestimentos.

• Elevada dureza
• Boa fluidez na fundição
• Alta resistência a abrasão e compressão
• Custo relativamente baixo
• Baixa ductilidade
• Resistência moderada a impacto
• Frágeis
• Praticamente não pode ser usinada

Aplicações: equipamento de manuseio de terra, mineração, dentes de retroescavadeiras, rotores de bomba, equipamentos de moagem, cilindros, rodas de vagões, moinhos, etc.

Nodular ou Dúctil 

O Ferro Fundido Nodular apresenta em sua composição um alto teor de magnésio (0,04%-0,06%) comparado ao cinzento e no seu processamento são inseridos elementos que formam os nódulos de grafita esferoidal, empregado em aplicações que exige necessidade de alto desempenho na fabricação de peças. 

• Alta resistência mecânica
• Soldabilidade melhorada
• Boa fluidez
• Resistência ao escoamento
• Alta tenacidade
• Maior resistência ao desgaste
• Alta Ductilidade 
• Alto custo 
• Resistente a corrosão
• Suporta mudanças de temperaturas
• Excelente maquinabilidade e usinabilidade

Aplicações: peças para veículos, engrenagens, pinhões, coroas, polias, roldanas, dutos, placas, mancais, suportes, cunha de fricção, etc.  

Ferro fundido Maleável

O tipo de ferro fundido maleável é produzido a partir ferro fundido branco submetido a rápida transformação por tratamento térmico para sua obtenção, proporcionando uma certa maleabilidade e definindo a estrutura final desse material, exibe uma coloração cinza-claro.

• Alta resistência mecânica
• Baixo ponto de fusão
• Maior ductilidade
• Boa Maleabilização
• Boa resistência à compressão
• Alta fluidez em estado líquido
• Boa usinabilidade
• Menos sensíveis à taxa de resfriamento

Aplicação: permite produção de peças complexas e finas, e outras como bielas, caixas de engrenagens, sapatas de freios, conexões para tubulações, etc.

Grafita compactada ou vermiculares

É um dos tipos de ferro fundido. Esse tem característica vermicular que possui propriedades físicas e mecânicas de grafita intermediária entre os cinzentos e nodulares, em sua composição é necessário combinar a adição elementos esferoidizantes e degeneradores, indicados para aplicações que requerem alto desempenho. 

• Elevada resistência mecânica
• Tenacidade e Ductilidade superior ao cinzento
• Alta resistência ao desgaste
• Melhor resistência à fadiga térmica
• Baixa condutibilidade térmica
• Taxa de resfriamento baixa-moderada

Aplicações: peças para motores a diesel, rodas dentadas, moldes de lingoteiras, eixos excêntricos, carcaças de caixa de câmbio, exaustores, etc.

Mesclado

Obtido de proporções variáveis da mescla de propriedades intermediárias do branco e cinzento, exibindo uma coloração mista (branca-cinzenta).

• Boa ductilidade
• Boa resistência à tração
• Alta dureza
• Boa resistente a fadiga
• Melhor resistência ao desgaste
• Usinabilidade

Ferro fundido do tipo Austemperados

Produzido a partir do ferro fundido nodular, submetido ao tratamento térmico de austêmpera que exige um restrito controle de tempo e temperatura resultando em excelentes qualidades estruturais desse material, sendo duas vezes maior que o tratamento tradicional.

• Alta tenacidade
• Alta ductilidade 
• Elevada resistência mecânica à tração 
• Fácil usinabilidade
• Elevada resistência à fadiga
• Alta resistência a desgaste abrasão 
• Elevado alongamento específico 

Aplicações: nos setores de: máquinas agrícolas, tratores pesados, máquinas para mineradoras, transporte geral de cargas, automotivos

Quer saber mais sobre METALIZAÇÃO? Assista a video aula abaixo:

Vantagens e desvantagens dos tipos de ferro fundido 

Vantagens:

• Baixo Custo
• Baixo ponto de fusão
• Excelente usinabilidade
• Elevado grau de dureza
• Boa resistência a corrosão
• Propriedades mecânicas bem definidas

Desvantagens:

• Sua utilização e soldadura é limitada em algumas aplicações 
• Relativamente baixa resistência a impacto e ductilidade  
• Grande fragilidade
• Impossível deformação plástica a temperatura ambiente

Dica! A soldabilidade do FoFo depende dos seguintes fatores:

• tensões de resfriamento
• forma irregular do Ferro Fundido
• endurecimento da ZTA (zona térmica afetada)
• migração do carbono para o metal base
• impureza, impregnação por óleo do FoFo

Conclusão sobre os tipos de ferro fundido

Você aprendeu aqui que existem diferentes tipos de ferro fundido sendo aplicados conforme suas características mecânicas para cada especificação. 

O ferro fundido é muito utilizado, vejamos quatro mais comercializados:

• Cinzento
• Nodular
• Maleável
• Branco

A escolha de cada material dependerá do objetivo final avaliando os esforços mecânicos e aplicação de cada componente, conforme o projeto estabelecido na soldagem.

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