Curso Online de Ferros fundidos

Ferros fundidos: introdução

Definição de ferros fundidos

Ferro fundido é a liga Fe-C-Si com C > 2,11%.
A quantidade de carbono é superior à que pode ser retida em solução sólida na austenita, de modo a resultar carbono parcialmente livre, na forma de veios ou lamelas de grafite.

Efeito do Si no diagrama Fe-C

Efeito do Si no diagrama Fe-C

Efeito do Si no diagrama Fe-C

Efeito do Si – tendência grafitizante

Além do efeito que o silício exerce de deslocar o eutético para teores mais baixos de carbono, ele promove a decomposição de Fe3C em Fe e C, alterando estrutura e propriedades mecânicas (promovendo o equilíbrio estável do diagrama Fe-C).

Essa decomposição depende da velocidade de resfriamento e da presença de determinados elementos de liga.

Efeito do Si – tendência grafitizante

Ao solidificar um ferro fundido cinzento hipoeutético, por exemplo com 3% C e 2,3% Si, surgem cristais primários de austenita, cuja quantidade aumenta ao se diminuir a temperatura.
A cerca de 1150 °C o líquido remanescente solidifica com %C ~ 3,6%.

Efeito do Si – tendência grafitizante

Nesse momento (a 1150 °C) ocorrem as reações de grafitização (ainda não entendidas), atingindo-se o equilíbrio estável!

Admite-se que no curto período em que ocorre a solidificação final, fica estabelecida a quantidade, a forma e a distribuição da grafita.

Fatores que determinam a estrutura dos ferros fundidos

Composição química

Velocidade de resfriamento

Inoculação

Fatores que determinam a estrutura dos ferros fundidos

Composição química
%C determina a quantidade de grafita possível
Si é um elemento grafitizante
Mn estabiliza a cementita
P e S não possuem significativa tendência grafitizante
P forma steadita (composto eutético de aparência branca e perfurada)

Fatores que determinam a estrutura dos ferros fundidos

Velocidade de resfriamento
Seções espessas significam velocidades de resfriamento relativamente lentas, e seções finas velocidades rápidas