Ferro fundidoO ferro fundido é uma liga de ferro em mistura eutética com elementos à base de carbono e silício. Forma uma liga metálica de ferro, carbono (entre 2,11 e 6,67%), silício (entre 1 e 3%), podendo conter outros elementos químicos. Sua diferença para o aço é que este também é uma liga metálica formada essencialmente por ferro e carbono, mas com percentagens entre 0,008 e 2,11%. Os ferros fundidos dividem-se em três tipos principais: branco, cinzento e nodular. Ferro fundido cinzento Entre os ferros fundidos, o cinzento é o mais comum, devido às suas características como baixo custo (em geral é fabricado a partir de sucata); elevada usinabilidade, devida à presença de grafite livre em sua microestrutura; Alta fluidez na fundição, permitindo a fundição de peças com paredes finas e complexas; e facilidade de fabricação, já que não exige equipamentos complexos para controle de fusão e solidificação. Este tipo de material é utilizado em larga escala pela indústria de máquinas e equipamentos, indústria automobilística, ferroviária, naval e outras. A presença de veios de grafite em sua microestrutura proporciona diversas características que tornam do ferro fundido cinzento quase que insubstituível na fabricação de carcaças de motores e bases de equipamentos. A grafite, entrecortando a matriz metálica, absorve vibrações, facilita a usinagem e confere ao ferro fundido uma melhor estabilidade dimensional. Existem diversas classes de ferro fundido cinzento, com diferentes tipos, tamanhos e quantidades de grafite e diferentes tipos de matriz metálica (variações nos teores de perlita e cementita). Podem ser submetidos a tratamentos térmicos para endurecimento localizado, porém, em geral, são utilizados principalmente no estado bruto de fundição, podendo ainda ser normalizado ou recozido, por tratamento térmico. Ferro Fundido Branco Menos comum que o ferro fundido cinzento, o branco é utilizado em peças em que se necessite elevada resistência a abrasão. Este tipo de ferro fundido não possui grafita livre em sua microestrutura. Neste caso o carbono encontra-se combinado com o ferro, resultando em elevada dureza e elevada resistência a abrasão. Praticamente não A obtenção é feita a partir do ferro fundido branco e um tratamento termico chamado maleabilização. Seu custo é ligeiramente maior quando comparado ao ferro fundido cinzento. a peça do fofo branco fica submetido a uma temperatura de 900° a 1000° durante 30horas. Este formato da grafite faz com que a ductilidade seja superior. A peça deve ser fundida diretamente em suas formas finais ou muito próximo delas. porém em forma esferoidal. etc. a fim de que possa ser usinada por processos de abrasão com pouca remoção de material. boa ductilidade e resiliência. característica que os ferros fundidos cinzentos comuns não possuem à temperatura ambiente. É utilizado na fabricação de equipamentos para a moagem de minérios. bielas. Aplicações: conexão para tubulações. Ferro fundido maleável • Propriedades mecânicas dos maleáveis: alta resistência mecânica. caixas de engrenagens. além de maior resistência à tração e resistência ao escoamento. boa resistência à compressão. Ferro fundido austemperado . Ferro fundido nodular O ferro fundido nodular é uma classe de ferro fundido onde o carbono (grafite) permanece livre na matriz metálica. conferindo ao material características que o aproximam do aço. • Propriedades mecânicas dos nodulares: boa resistência mecânica à tracção. pás de escavadeiras e outros componentes similares. boa resistência à compressão. cubos de rodas.pode ser usinado. fluidez no estado liquido o que permite a produção de peças complexas e finas. sapatas de freios. O ferro fundido nodular é utilizado na indústria para a confecção de peças que necessitem de maior resistência a impacto em relação aos ferros fundidos cinzentos. A presença das esferas ou nódulos de grafite mantém as características de boa usinabilidade e razoável estabilidade dimensional. baixa ductilidade e resiliência. devido às estreitas faixas de composição químicas utilizadas para este material. primeira etapa de fabricação do aço. É usinável e soldável. o médio carbono apresenta de 0. placas para produção de tubos. este tipo de aço não é tratado termicamente. virabrequins e outras peças de máquinas. A quantidade de Carbono define sua classificação: o baixo carbono possui no máximo 0. para ser efetivo. Características e Aplicações Baixo carbono: possui baixa resistência e dureza e alta tenacidade e ductilidade. . é o mesmo para todos os produtos. O ferro gusa. pontes e latas de folhas de flandres. o silício e o fósforo. embora o tratamento. folhas de serrote. martelos e facas. são utilizados temperados ou revenidos.60% e o alto carbono possui de 0.30% do elemento. Outros elementos. como o manganês. Na fase seguinte. e ductilidade igual aos nodulares. Apresentam quantidade de carbono suficiente para receber tratamento térmico de têmpera e revenimento. possuindo propriedades de manutenção de um bom fio de corte. apresentam menor ductilidade entre os aços carbono. Aplicações: talhadeiras. que necessitem de elevadas resistências mecânica e ao desgaste e tenacidade. Geralmente.60 a 1. Alto carbono: é o de maior resistência e dureza.• Propriedades mecânicas dos austemperados: alta tenacidade e resistência mecânica à tracção duas vezes superior ao nodular. além de apresentar baixo custo de produção.30 a 0. engrenagens. é que são determinadas as grandes famílias de aço. Médio carbono: possui maior resistência e dureza e menor tenacidade e ductilidade do que o baixo carbono. Aço Carbono Aço carbono é a composição da liga que confere ao aço o seu nível de resistência mecânica. exija taxas de resfriamento elevadas e em seções finas. quando os elementos de liga são adicionados ou suprimidos no ferro gusa.00%. Aplicações: chapas automobilísticas. perfis estruturais. Porém. O Carbono é o principal elemento endurecedor em relação ao ferro. Aplicações: rodas e equipamentos ferroviários. construção civil. Geralmente. participam igualmente do ajuste do nível de resistência do aço. dos mais rígidos aos mais estampáveis. número. Tubos estrutural. Produtos tubulares especiais. Estrutural. O Grau identifica a faixa de composição química do produto. Folhas-de-flandres. Barras acabadas a frio. Tubos para oleodutos. enquanto a Classe descreve outros atributos. Arames. Barras laminadas a quente. por meio de letra.Qualidade O aço carbono segue uma divisão padronizada na indústria. Chapas finas laminadas a quente. o que permite que fornecedores e consumidores se comuniquem com eficiência. Placas. símbolo ou nome. como nível de resistência e acabamento superficial. Tipo e Classe. Chapas galvanizadas. Chapas revestidas por zincagem eletrolítica. Bobinas laminadas a quente. Classificação Os aços são classificados em Grau. Bobinas laminadas a frio. Fios-máquina laminados a quente. Arame achatado. Tubos. Chapas finas laminadas a frio. Chapas chumbadas compridas. O sistema de classificação . Produtos tubulares para campos petrolíferos. Chapas com esmaltagem porcelânica. O Tipo se refere ao processo de desoxidação utilizado. Os grupos de descrição de qualidade utilizados são os seguintes: • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Semi-acabados para forjamento. mais adotado na prática é o SAE-AISI. classificados segundo a sua microestrutura. de óxido de crómio . As principais famílias de aços inoxidáveis. Esta película é aderente e impermeável. e é classificado da seguinte forma: • • • • 10xx : Aço carbono comum (Mn : 1. podendo conter também níquel.) 11xx : Ressulfurado 12xx : Ressulfurado e Refosforizado 15xx : Aço carbono comum (Mn : 1. formando uma película. aços oxidáveis. representam o conteúdo de carbono do aço. Este processo é conhecido em metalurgia como passivação. Aço inoxidável O aço inoxidável é uma liga de ferro e crómio.65%) Os aços que possuem requisitos de temperabilidade adicionais recebem um H após a sua classificação. Estes elementos de liga. martensíticos.00 a 1. Assim. Para isto é necessária uma quantidade mínima de crómio de cerca de 11% em massa.que se forma na superfície exposta ao meio. sendo a alta resistência à oxidação atmosférica a sua principal característica.Cr2O3 . endurecíveis por precipitação e Duplex. molibdénio e outros elementos. Isto é. muito fina e estável. austeníticos. História . Nele. o crómio presente na liga oxida-se em contacto com o oxigénio do ar. em particular o crómio. representados pelo xx. Ela é denominada camada passiva e tem como função proteger a superfície do aço contra processos corrosivos. na realidade. deve-se ter cuidado para não reduzir localmente o teor de crómio dos aços inoxidáveis durante o processamento. são: ferríticos. Os últimos dois dígitos. Por ser muito fina — cerca de 100 angstrons — a película tem pouca interacção com a luz e permite que o material continue a apresentar o seu brilho característico. isolando o metal abaixo dela do meio agressivo.00% máx. Eles são. conferem uma excelente resistência à corrosão quando comparados com os aços carbono. que apresenta propriedades físico-químicas superiores aos aços comuns. o aço carbono utiliza o grupo 1xxx. por exemplo. • • • • A sua resistência à corrosão. Os produtos de limpeza indicados para a limpeza do Aço Inox são: o sabão. produtos químicos e petróleo. De início a sua pesquisa consistia em investigar uma liga que apresentasse uma maior resistência a corrosão. que começou a trabalhar como operário numa produtora de aço com a idade de 12 anos. enxague em . Os aços inoxidáveis são utilizados principalmente para cinco tipos de mercados: • Electrodomésticos: Grandes electrodomésticos e pequenos utensílios domésticos. Automotores: produção de peças para veículos automotores como. Aplique com um pano macio ou uma esponja de nylon fino.um reactivo comum para os aços . obteve porém uma liga metálica resistente a corrosão. as suas propriedades higiénicas e estéticas fazem do aço inoxidável um material muito atractivo para satisfazer diversos tipos de demandas. os detergentes suaves e/ou neutros e as soluções de amónia (removedores caseiros) em água morna. uma liga metálica que apresentasse uma resistência maior ao desgaste que ocorria no interior dos canos das armas de fogo como resultado do calor liberado pelos gases. A aplicação imediata foi destinado para a fabricação de talheres. Setor de Serviços: fachadas e placas de sinalização visual. Aplicações Uma das aplicações é a implementação de placas. Harry começou a investigar.não surtia efeito algum. Construção: edifícios e mobiliários. na sua terra natal. Sheffield (Inglaterra). Porém. ao realizar o ataque químico para revelar a microestrutura desses novos aços com altos teores de crómo que estava a pesquisar. escapamentos. Em 1912. a pedido dos fabricantes de armas.O aço inoxidável foi descoberto por Harry Brearley (1871-1948). Industria: alimentação. Brearley notou que o ácido nítrico . Brearley não obteve uma liga metálica que resistia ao desgaste. que até então eram fabricados a partir de aço carbono e se corroíam com facilidade devido aos ácidos presentes nos alimentos. O aço inoxidável também é uma importante etapa do técnico de mecânica ou o de eletrotécnica. Mo. temos algumas aplicações dos aços inoxidáveis. endurecíveis por precipitação e Duplex. menor resistência corrosão) o o o Propriedades • Alta resistência à corrosão .água abundante e seque com pano macio.Placas de sinalização e fachadas instrumentos cirúrgicos como bisturi e pinças facas de corte discos de freio especiais Ferrítico (resistente à corrosão. Assim. eletrodomésticos (fogões. geladeiras. • Austenítico (resistente à corrosão) o o equipamentos para indústria química e petroquímica equipamentos para indústria alimentícia (cutelaria) e farmacêutica • o o • construção civil baixelas e utensílios domésticos. Abaixo. Si. As diversas microestruturas dos aços são função da quantidade dos elementos de liga presentes. N e Mn). etc) balcões frigoríficos moedas indústria automobilística talheres sinalização visual . e os que estabilizam a austenita (Ni. A composição química junto com o processamento termo-mecânico. martensíticos. Como mencionado anteriormente. cada grupo de aço inox tem uma aplicação. Ti e Nb). C. confere aos aços inoxidáveis propriedades diferentes. austeníticos. Existem basicamente dois grupos de elementos de liga: os que estabilizam a ferrita (Cr. podemos classificar o aço inox nos grupos: ferríticos. mais barato por não conter níquel) o o o o o o • Martensítico (dureza elevada. leveza e prestígio) Relação custo/benefício favorável Baixo custo de manutenção Material reciclável De boa fabricação Densidade média = 8000 kg/m³ Alumínio É uma condição aplicada ao metal ou liga. A expressão não tem qualquer ligação com a usada nos produtos de aço (material tratado termicamente para aumentar suas propriedades mecânicas). uma chapa laminada. as propriedades mecânicas das ligas. propiciando-lhes maior resistência. por meio de deformação plástica a frio ou de tratamento térmico. uma liga típica entre as que não podem ser tratadas termicamente. O gráfico abaixo ilustra o efeito do trabalho a frio nas propriedades mecânicas da liga 3003. as ligas de alumínio são divididas convenientemente em dois grupos: as ligas “tratáveis” termicamente. não dependem apenas da sua composição química. com exceção de algumas para fundição. Ainda que a resistência original possa ser aumentada agregando-se certos elementos. por exemplo. o alumínio e suas ligas endurecem e aumentam sua resistência quando trabalhadas a frio. Desta forma. e as ligas . Além disso. Semelhante a outros metais.• • • • • • • • • • • • • • • • Resistência mecânica adequada Facilidade de limpeza/Baixa rugosidade superficial Aparência higiênica Material inerte Facilidade de conformação Facilidade de união Resistência a altas temperaturas Resistência a temperaturas criogênicas (abaixo de 0 °C) Resistência às variações bruscas de temperatura Acabamentos superficiais e formas variadas Forte apelo visual (modernidade. adquirindo resistências maiores do que as que podem ser obtidas apenas no trabalho a frio. algumas ligas de alumínio possuem a valiosa característica de responder ao tratamento térmico. propiciando-lhe estrutura e propriedades mecânicas características. como. Tratamento Térmico As ligas de alumínio são classificadas em “tratáveis termicamente”. "W" (solubilizada) e "T" (tratada termicamente). .Homogeneização. que respondem ao tratamento em solução. As ligas tratáveis termicamente podem ser trabalhadas a frio e. cujas propriedades são melhoradas apenas com o trabalho a frio. cuja resistência só pode ser aumentada através do trabalho a frio. Efeito do trabalho a frio nas propriedades mecânicas da liga 3003 As têmperas são classificadas conforme a norma NBR 6835 e de acordo com os processos a que são submetidos: "F" (como fabricada).Recozimento Pleno. . "O" (recozida).“não-tratáveis” termicamente.Solubilização/Envelhecimento. Os principais tipos de tratamento térmico são: . e “não-tratáveis termicamente”. . "H" (encruada). sofrer o tratamento térmico para o aumento da resistência mecânica. As ligas não tratáveis termicamente podem ser submetidas a tratamentos térmicos como de estabilização e recozimentos plenos ou parciais. posteriormente. tamanho de grão. produzir estruturas estáveis e controlar certas características metalúrgicas. Na laminação a quente.Recozimento parcial. este tratamento pode ser executado concomitantemente ao aquecimento das placas. como propriedades mecânicas. estampabilidade.. . O processo é o seguinte: . Homonegeização É realizado em temperaturas ao redor de 500ºC – dependendo da liga – e tem a função de remover ou reduzir as segregações.Estabilização. entre outras. Solubilização/Envelhecimento Dá às ligas que respondem a esse tratamento térmico uma maior resistência mecânica. prevenindo possíveis deformações em altas temperaturas. Fornos com circulação de ar forçado são geralmente utilizados para perfis extrudados.Este processo de recristalização remove o efeito do trabalho a frio e deixa o metal numa condição dúctil. o tratamento térmico é precedido de uma operação de conformação severa. os constituintes precipitam-se de uma maneira extremamente fina (somente visível por potentes microscópios). A temperatura exata depende de cada liga. O processo é o seguinte: . que possui alta taxa de calor e fornece suporte ao metal. geralmente na faixa de 350°C. se for necessária. antes do envelhecimento.O metal é aquecido. A maior parte das conformações podem ser feita antes do tratamento de solução. As chapas são normalmente tratadas num banho de sal fundido. 2) Segue-se um resfriamento rápido. Outras requerem um reaquecimento por algumas horas a cerca de 175°C (tratamento de precipitação). que previne temporariamente a precipitação dos elementos da liga. com um acerto posterior para corrigir distorções não previstas que possam ocorrer durante o resfriamento. Essa técnica é freqüentemente aplicada em rebites para a indústria de aviação.1) O metal é aquecido uniformemente até cerca de 500°C. suficientemente para permitir o seu rearranjo numa nova configuração cristalina não deformada. correspondendo a uma recristalização total do mesmo. geralmente em água. Entre os efeitos de um tratamento térmico completo estão um aumento substancial no limite de resistência à tração e uma redução da ductilidade. a conformação deve ser feita imediatamente após o tratamento de solução. Recozimento pleno O recozimento pleno é um tratamento térmico em que se obtém as condições de plasticidade máxima do metal (têmpera O). preferencialmente. alcançando o máximo efeito de endurecimento (envelhecimento). tubos. Gradualmente. O recozimento bem sucedido caracteriza-se somente pela . é possível retardar o envelhecimento mantendo os componentes resfriados. . Porém. O aquecimento ocasiona a dissolução dos elementos de liga na solução sólida (tratamento de solução). Em algumas ligas isto ocorre espontaneamente depois de alguns dias (envelhecimento natural). Normalmente. Quando esta conciliação for difícil. forjados e peças fundidas. Esta condição é instável. principalmente de estampagem. Esse processo favorece. Estabilização Nas ligas Al-Mg (série 5XXX). com a conseqüente tendência de ser desenvolvido o defeito "casca de laranja" nos trabalhos subseqüentes. As propriedades mecânicas são determinadas por ensaios rotineiros de amostras selecionadas como sendo representativas do produto. o processo de estampagem. dependendo da porcentagem de redução aplicada na laminação a frio. aquece-se o material em temperaturas ao redor de 150ºC para acelerar a recuperação (têmperas H3X). em alguns casos. Pode ser realizado entre as temperaturas de 200°C a 280°C. Granulagem em função do encruamento e da recristalização Recozimento parcial Este tipo de tratamento térmico corresponde a uma recristalização parcial do material. . conferindo ao produto final uma maior resistência mecânica. Estes ensaios mecânicos são . permitindo a obtenção de têmperas com alongamentos maiores. ocorre uma perda de propriedades mecânicas do material deformado a frio. também chamada de recristalização secundária. Este tratamento alivia a tensão residual dos materiais encruados e aumenta a resistência à corrosão das ligas de AlMg. Para contornar esse inconveniente.Deve-se evitar superaquecimentos que causam coalescência e o crescimento exagerado dos grãos.recristalização primária. após alguns dias em temperatura ambiente. O limite do alumínio puro é de aproximadamente 12. Quanto mais fino o corpo-de-prova. É importante definir este grau de deformação permanente porque as ligas de alumínio não possuem limite de escoamento tão pronunciado como a maioria dos aços.Valores garantidos: parâmetros mínimos estabelecidos pelas especificações.9 kg/mm2). exceto no caso de peças fundidas e forjadas.Valores típicos: obtidos por meio de dados estatísticos propiciados por ensaios rotineiros. menor será o . Alongamento O alongamento é expresso em porcentagem relativamente ao comprimento original medido em um corpo-de-prova normal e é calculado pela diferença entre os pontos de referência. Obtém-se corpos-de-prova de amostras que tenham sido elaboradas do mesmo modo que o produto. Limite de resistência a tração É a máxima tensão que o material resiste antes de haver sua ruptura.3 kg/mm2).7 Mpa (1. Os valores das propriedades mecânicas podem dividir-se em dois grupos: .normalmente destrutivos de modo que não devem ser efetuados em produtos acabados. Para o alumínio puro recozido. . que garantem que o material obedece às especificações. pois alteram suas condições de funcionalidade. Esse alongamento indica a ductilidade do metal ou da liga. O valor aumenta em função da liga. são feitos em pedaços cortados do mesmo metal da peça. do trabalho a frio e do tratamento térmico (quando possível). pela seção transversal em milímetros quadrados do corpo-de-prova. os ensaios.2% do comprimento original medido em um corpo-de-prova normal. geralmente. Com as peças forjadas. Calcula-se dividindo a carga máxima (em quilogramas) aplicada durante o ensaio. Limite de escoamento Consiste na tensão em que o material começa a deformar-se plasticamente e que para o alumínio é de 0. Os ensaios de peças fundidas são feitos em corpos-de-prova do mesmo vazamento do metal da peça fundida e elaborados ao mesmo tempo. essa razão é de aproximadamente 48MPa (4. antes e depois do ensaio de tração. que pode chegar a até 7500 kg/mm2. o limite de resistência chega a 50 milhões de inversão de tensão e pode variar de 25% a 50% da tensão de ruptura. o índice do alumínio representa um terço do módulo de elasticidade do aço. se permanecer sob tensão por longos períodos em temperaturas acima de 200ºC. em testes normais. retêm suas . Não existe uma relação direta entre o valor da dureza e as propriedades mecânicas das várias ligas de alumínio. maior o número de ciclos necessários para produzir a falha. como às usadas em pistões. Módulo de elasticidade (YOUNG) O módulo de elasticidade do alumínio do alumínio é de 7030 kg/mm2. No alumínio. Entretanto a dureza é significativamente mais baixa do que a maioria dos aços. Portanto. mesmo que os impactos tenham força inferior ao seu limite de resistência à tração. Existem várias maneiras de se determinar a dureza de um material. os mais comuns são os métodos de Brinell. Os elementos de liga aumentam em muito sua resistência com o alumínio. Para os metais. ficando sujeitas a uma lenta deformação plástica. ligas feitas para serviços em altas temperaturas. Dureza Define-se como a medida da resistência de um metal à penetração. conforme a liga. Vickers e Rockwell. Temperaturas elevadas O alumínio puro funde a 660ºC e várias ligas possuem um ponto de fusão inferior a esse. A adição de outros materiais nas ligas não altera esse valor consideravelmente. Essa propriedade dá ao alumínio a vantagem de dar às estruturas de alumínio uma elevada capacidade de amortecer golpes e reduzir as tensões produzidas pela variação da temperatura. é previsível uma falha por fadiga. Por outro lado. O metal puro e muitas ligas perdem um pouco a sua resistência. Tensão de fadiga Quando uma tensão oscilante é aplicada por um certo número de vezes sobre um mesmo material. chamada de fluência. Em muitas ligas de alumínio não há um limite inferior de tensão abaixo do qual a fadiga nunca possa ocorrer.alongamento e vice-versa. mas quanto menor a tensão. assim como o tratamento térmico e o endurecimento pelo trabalho a frio. org. Cada segmento utiliza o metal na forma mais adequada às suas finalidades. de acordo com os diferenciais e propriedades de cada produto. Suas técnicas de fabricação permitem a manufatura do produto acabado a preços competitivos.abal. CHIAVERINE. Tal versatilidade se deve às suas propriedades e excelente performance na maioria das aplicações. 3a edição.org/wiki/A%C3%A7o_inoxid%C3%A1vel Infomet / http://www. Referências • COLPAERT. Esta é a característica que leva uma liga de AlMg ser escolhida para a construção de tanques soldados para armazenamento de gás metano liquefeito.br/o-que-e-aco-carbono . em temperaturas de –160ºC.com.metalica. HUNNICUTT. – Aços de Ferros Fundidos. 1974. Cp 5.br/aluminio/processos_laminacao. – Fundição – ABM – 12a edição. H. o alumínio não se torna frágil. Aplicação O alumínio é amplamente utilizado pela indústria de diversas maneiras. Sua resistência aumenta sem perder a ductilidade.A. 1996 Associação Brasileira do alumínio http://www. funcionando satisfatoriamente dentro da faixa de temperatura de trabalho requerida.wikipedia.propriedades adequadamente. 7a edição. V.asp • • • • • http://pt. Temperaturas baixas Quando exposto a temperaturas abaixo de zero. 1981. H. – Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns.
Report "Características e Propriesdades do ferro fundido, aço carbono, aço inoxidável e alumínio"