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5/16/2018 FoFo - slidepdf.com

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Ferros fundidos 1

O ferro fundido (fofo) material fundido de maior

consumo no país e no mundo.

Apresenta atributos não encontrados em nenhum

outro material e também é um dos metais mais

baratos que se dispõe.

Ferros fundidos



Ferros fundidos 2

Vantagens:

Ferros fundidos

• Baixo ponto de fusão

•

Apresenta contração baixa

• Excelente usinabilidade

•

Propriedades mecânicas bem definidas



Ferros fundidos 3

Os ferros fundidos

ligas de ferro, carbono (2,5 a 4,0%) e silício (1 a 3%).

Ferros fundidos



Ferros fundidos 4

Ferros fundidos ligas com mais de 2% de

carbono, porém considera-se que os ferros fundidos

comerciais não são ligas binárias ferro-carbono, pois

elas contêm teores relativamente elevados de outros elementos, principalmente o silício . Em geral os

ferros fundidos são ligas ternárias de ferro-carbono-

silício.

Ferros fundidos



Ferros fundidos 5

Ledeburita : constituinte eutético formado no

resfriamento a partir do equilíbrio das fases austenita

de um lado e Fe 3 C de outro. Continuando o

resfriamento a temperatura de 723 0 C, a austenita se

transforma em perlita, resultando em uma estrutura

constituída de glóbulos de perlita sobre um fundo de

cementita.

Ferros fundidos



Ferros fundidos 6

Tipos de ferros fundidos

Ferro fundido branco

Característica:

Ferros fundidos

• Apresenta fratura de coloração branca

• Carbono combinado na forma de Fe 3 C

• Solidificação pelo diagrama metaestável

• Constituintes principais: ledeburita, cementita e

perlita.

• Elevada dureza

• Resistência ao desgaste



Ferros fundidos 7

Por possuir baixo teor de silício não ocorre a grafitização.

Aplicações: equipamentos de manuseio de terra,

mineração e moagem, rodas de vagões, cilindros coquilhados, revestimentos de moinhos.

Ferros fundidos



Ferros fundidos 8

Ferro fundido cinzento

São os mais usados devido:

Ferros fundidos

• Excelente usinabilidade • Baixo ponto de fusão • Boa resistência mecânica

• Boa resistência ao desgaste • Capacidade de amortecer vibrações

• Solidificação pelo diagrama estável (grafita e

austenita)



Ferros fundidos 9

Estrutura do fofo cinzento ferrita, perlita e grafita.

Apresenta fratura escura devido a grafita livre formando

veios e uma pequena parte se encontra combinada com o

ferro na relação de 3 átomos de ferro para 1 átomo de

carbono, formando o constituinte cementita.

Ferros fundidos



Ferros fundidos 10

Grafita é muito mole e se apresenta na forma de

lamelas, formando superfícies de separação que farão

com que esta liga seja frágil, não apresentando praticamente nenhuma ductilidade.

Silício é o principal responsável pela formação da

grafita, por isso normalmente os ferros fundidos cinzentos apresentam alto teor deste elemento.

Ferros fundidos



Ferros fundidos 11

A grafita é o constituinte mais importante dos ferros

fundidos cinzentos e se forma quase que,

exclusivamente, durante a solidificação. Sua

morfologia (forma, tamanho e distribuição) e

quantidade são responsáveis pelas propriedades

deste material.

Ferros fundidos



Ferros fundidos 12

Carbono 2,50 a 4,00 %

Silício 1,00 a 3,00%

Manganês 0,20 a 1,00%

Fósforo 0,02 a 1,00%

Enxofre 0,02 a 0,25 %

A composição química básica do ferro fundido cinzento

Ferros fundidos



Ferros fundidos 13

Tipos Limite de Resistência à Tração Mpa

FC-100 100

FC-150 150

FC-200 200

FC-250 250

FC-300 300

FC-400 400

Ferros fundidos



Ferros fundidos 14

Ferro Fundido Maleável

Ferros fundidos

Fofo Branco Fofo Cinzento

Fragilidade

Baixa temperatura

de fusão

Alta fluidez

Aço

Alta resistência mecânica

Elevada temperatura

de fusão

Fofo Maleável

Baixa temperatura

de fusão

Alta fluidez

Alta resistência mecânica



Ferros fundidos 15

Ferro fundido maleável de núcleo preto (Americano)

Características:

Ferros fundidos

• Fratura escura

• Carbono totalmente combinado (bruto de fusão)

• Constituída basicamente por ferro, carbono e

silício



Ferros fundidos 16

Ferros fundidos

Carbono 2,2 a 2,85 %


Manganês 0,50% máximo

Fósforo 0,1% máximo

Enxofre 0,20 % máximo

Ferro fundido maleável núcleo preto composição típica



Ferros fundidos 17

Fundido maleável de núcleo branco (Europeu)

Características:

• Fratura com aspecto prateado claro

• Sua estrutura é composta de ferrita, perlita, podendo

apresentar grafita de recozimento (compacta) no núcleo da peça.

Ferros fundidos



Ferros fundidos 18

Ferros fundidos

Carbono 3,0 a 3,5 %


Manganês 0,10 a 0,40%

Fósforo 0,1% máximo

Enxofre 0,20 % máximo

Ferro fundido maleável núcleo branco composição típica



Ferros fundidos 19

Ferro Fundido Nodular

Maior resistência dentre os fofos a grafita se

apresenta na forma de nódulos não interrompendo

tanto a continuidade da matriz quanto a grafita dos

ferros fundidos cinzentos. Este formato da grafita é obtida através da adição de magnésio ou cério ao ferro

liquido no momento do vazamento.

Propriedades mecânicas melhores até que de alguns tipos de aços ao carbono.

Ferros fundidos



Ferros fundidos 20

Obtenção do ferro fundido

Introdução

Os ferros fundidos são ligas de ferro carbono silício com teores de carbono na ordem de 2,5 a 4,0% e silício. Por essa razão, as temperaturas de fusão são

bem mais baixas, podendo se utilizar para sua fusão equipamentos e processos, diferenciados em relação ao aço.

Ferros fundidos



Ferros fundidos 21


Matérias primas

Matérias primas básicas utilizadas na produção de fofos ferro gusa, sucata de aço e ferros ligas.

Ferro gusa principal fonte de ferro utilizada na

fabricação de ferros fundidos com teor de carbono variando de 3,2 a 4,6% e teor de silício de 0,5 a 3,0%.Apresentam variações de composição química de lote para lote. Os lotes devem ser identificados e separados

e o calculo de carga refeito a cada novo lote diminuindo a necessidade de correções de composição química do metal fundido.

Ferros fundidos



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Matérias primas

Enxofre gusas provenientes de alto forno a carvão vegetal são os que possuem menores teores deste elemento.

Impurezas

gusas vazadas em areia apresentam maior teor de impurezas que os vazados em maquinas de lingotar.

Sucata de aço está condicionado ao tipo de ferro

fundido que se quer obter. É o principal responsável pelo diminuição dos teores de carbono do fofo. Seu uso varia de l0 a 50% do peso da carga.

Ferros fundidos



Ferros fundidos 23


Matérias primas

Ferros ligas são utilizados na produção dos ferros fundidos para corrigir teores ou adicionar elementos do

ferro fundido e para inocular a liga para aumentar a grafitização.

Ferros fundidos



Ferros fundidos 24

Obtenção do ferro fundido Equipamentos de fusão

Obtenção dos ferros fundidos em fornos cubilot ou

em fornos elétricos a arco elétrico e a indução.

Ferros fundidos



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Forno cubilot

Equipamento de fusão empregado para a produção de ferros fundidos que utiliza como matéria prima o ferro gusa, sucata de aço, calcário (para separar impurezas) e, como combustível, o coque .

Operacionalmente o forno não permite flexibilidade de

produção e tão pouco controle rigoroso de composição química e temperatura de vazamento.

Sistema duplex uso do forno cubilot + forno de indução.

Ferros fundidos



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Operação do forno cubilot

Funcionamento baseado no princípio da contra

corrente.Carga metálica sucata metálica de fundição (canais,alimentadores, peças quebradas) e sucata em geral,ferro gusa de alto forno, sucata de aço, adições de ferro silício e ferro manganês.

Ferros fundidos



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Carcaça metál ica

Porta de carregamento

Anel de vento

Ventaneiras

Principio da contra

corrente

Tijolos refratários

Produção de 1 à 50 t/h

Ferros fundidos



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Fornos elétricos

Permite o controle da temperatura do banho, bem como

condições favoráveis para oxidação e adições de elementos de liga permitindo a obtenção de ferros

fundidos com características excepcionais e alta

qualidade.

Ferros fundidos



Ferros fundidos 29

Ferros fundidos

Variáveis de processo

Escória

Forno cubilot indicação das condições de operação

e qualidade do ferro fundido.

Constituída de:

Al 2 0 3

SiO 2

CaO

Refratário

Areia da fundição, cinzas, refratário

Calcário



Ferros fundidos 30

Ferros fundidos

Variáveis de processo

Escória

Ácida

Básica

SiO 2 CaO

SiO 2 CaO

Fios

longos

Fios

Curtos

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