Curso Online de Ferros fundidos cinzentos

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Ferros fundidos cinzentos

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Ferros fundidos cinzentos



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  • Ferros fundidos cinzentos

    Ferros fundidos cinzentos

  • Transformação eutética estável:
    L -> austenita + grafita

    Transformação eutética metaestável:
    L -> austenita + cementita

  • Quando as condições de composição química e de velocidade de resfriamento são propícias à solidificação do eutético de equilíbrio, forma-se grafita.

    A ferramenta mais poderosa que o fundidor dispõe para evitar a presença de carbonetos é a inoculação, ou seja, a introdução de aditivos (inoculantes) que formam partículas sobre as quais a grafita pode precipitar.

  • A grafita possui propriedades bastante características:
    (i) densidade 2,3 g cm-3, enquanto que a densidade das fases sólidas do ferro, da cementita, e de grande parte dos carbonetos de elementos de liga comuns está na faixa de 7 a 8 g cm-3
    (ii) a condutividade térmica da grafita pode atingir até 2000 W m-1 K-1, dependendo da orientação em relação à estrutura cristalina, enquanto que a da grafita varia de 30 a 80 W m-1 K-1

  • Resultado das características da grafita:
    possível expansão durante a solidificação, trazendo consequências no processo de fundição
    extraordinária condutividade térmica, importante para blocos de motores ou peças de sistemas de freio de veículos
    amortecimento de vibrações devido ao movimento relativo entre a grafita e a matriz, o que é vantajoso para por exemplo utilização em base de máquinas-ferramenta
    é um lubrificante natural durante a usinagem, além de propiciar a quebra de cavacos, sendo possível a obtenção de peças com acabamento superficial muito bom

  • Os detalhes da distribuição da grafita, da morfologia da grafita, suas dimensões relativas e absolutas são extremamente importantes para a definição das propriedades dos ferros fundidos.

    Silício em quantidade suficiente é importante para garantir a estabilidade da grafita. Adições de silício:
    (i) diminuem a solubilidade do carbono na austenita
    (ii) aumentam a temperatura do eutético estável
    (iii) aumentam o campo de estabilidade da grafita

  • O eutético austenita-grafita se forma em células que, inicialmente, crescem sem impedimento no líquido.
    Nestas células, a morfologia mais comum da grafita é a lamelar.
    O crescimento das células eutéticas continua até que as células consumam todo o líquido.
    Naturalmente, quanto maior for a nucleação de células eutéticas, tanto menores as células serão e tanto mais bem distribuída a grafita será, na microestrutura.

  • Tipos de grafitização

    Tipos de grafitização

    Nos ferros fundidos em que existe grafita, o diagrama Fe-C indica que esta fase pode se formar:
    (i) durante a solidificação, como fase pró-eutética, ou no eutético austenita-grafita. Neste caso a presença de núcleos para a formação da grafita é um fator crítico na definição da morfologia, distribuição e tamanho da grafita formada
    (ii) abaixo de 1150 °C, durante o resfriamento, a partir da austenita, à medida que a solubilidade do carbono na austenita diminui
    (iii) na decomposição de cementita em ferrita e grafita, quando a composição química é favorável
    (iv) na faixa de 700 °C, quando ocorre grafitização a partir da cementita da perlita

  • Para ferros fundidos cinzentos, a grafita lamelar é classificada de acordo com a forma e o tamanho em cinco tipos, de acordo com a norma ASTM A247 e/ou ISO 945 :
    - grafita tipo A
    - grafita tipo B
    - grafita tipo C
    - grafita tipo D
    - grafita tipo E

  • Grafita tipo A

    Possui distribuição aleatória de lamelas de tamanho uniforme.

    É em geral associada às melhores propriedades mecânicas, e por isto é a preferida para as aplicações de engenharia.

    É formada normalmente em ferros fundidos inoculados resfriados a taxas moderadas.

    É associada à ocorrência de bastante nucleação e à solidificação próxima a temperatura do eutético de equilíbrio (superesfriamento pequeno a moderado).

    Grafita tipo A

  • Grafita tipo B

    A grafita tipo B está associada à baixa nucleação; por isto, as células eutéticas são maiores.
    As lamelas se formam inicialmente finas e aumentam de dimensão à medida que o crescimento progride.

    Grafita tipo B


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  • Modelo para a solidificação de ferros fundidos cinzentos
  • Disco e tambor de freio