Tipos de Ferro Fundido

Tipos de Ferro Fundido

Os ferros fundidos são ligas Fe-C-Si, contendo ainda Mn, S e P, podendo adicionalmente apresentar elementos de liga diversos. São ligas que apresentam na solidificação geralmente uma fase pró-eutética (austenita, grafita) e que se completa com uma solidificação eutética (austenita + grafita ou austenita + carbonetos). Nos ferros fundidos com grafita, a microestrutura apresenta-se como uma matriz similar aos aços (ferrita, perlita, martensita, etc.) e partículas ou um esqueleto de grafita.

A grafita possui resistência mecânica muito baixa (Goodrich, 2003), de modo que, sob o enfoque de propriedades mecânicas, a sua presença pode ser entendida como uma descontinuidade da matriz, exercendo um efeito de concentração de tensões. A forma desta descontinuidade, isto é, a forma da grafita tem então profundo efeito sobre as propriedades mecânicas; a forma esférica traduz-se em menor efeito de concentração de tensões (diâmetro max. / diâmetro médio = 1,7), enquanto formas agudas (grafita em veios) resultam em alta concentração de tensões (diâmetro max. / diâmetro = 5,4) (Kohout, 2001). Por outro lado, outras propriedades podem ser influenciadas favoravelmente pela forma da grafita em veios, como a condutividade térmica, o amortecimento de vibrações e a usinabilidade. 

A matriz metálica pode ser, por exemplo, constituída de ferrita; este microconstituinte resulta em baixos valores de resistência associados a altos valores de dutilidade e tenacidade. Outra alternativa é que a matriz seja de perlita, o que implica em bons valores de resistência mecânica, associados a valores relativamente baixos de dutilidade.

Produzindo-se então misturas de ferrita e perlita obtém-se as diferentes classes de ferros fundidos, com diferentes combinações de propriedades, cada qual adequada para uma combinação de propriedades, a família dos ferros fundidos nodulares tem ocupado aplicação crescente na engenharia, substituindo componentes de ferro fundido cinzento, ferro fundido maleável, aço fundido e forjado, e estruturas soldadas (Warda et al., 1998, Hachenberg et al., 1988)