Elementos de Ferro-LigaPor Maria Cristina e Roberto Cambruzzi
Principais Elementos•   Ferro•   Carbono•   Manganês•   Níquel•   Cromo•   Nióbio•   Vanádio•   E outros...
Elementos prejudiciais• Estanho(Sn) presente nas sucatas e no  material reciclado por conter latas com  “folha de flandes”...
Como combater esses Elementos?• Adicionando Manganês que se combina com  enxofre e evita formação de sulfeto de ferro no  ...
Efeitos dos Elementos prejudiciais• O Enxofre provoca a  chamada “fragilidade á  quente”• O fósforo provoca á  “fragilidad...
Minérios           Hematita(Fe)         Carvão(C)Garnierita(Ni)               Cromita(Cr)
Minérios   Vanadita (V)                     Molibdenita (Mo)Psilomelano (Mn)                      Wolframita (W)
Obtenção do Ferro e Aço1- Redução do Minério de Ferro(óxido)   á ferro gusa (ferro+carbono). Entre   1535ºC e 1130ºC no al...
Reações Químicas                Fe2O3 + 3C ∆ 2 Fe + 3CO                           →                Redução              ...
Do Minério ao AçoMinério de Ferro + Coque Metalúrgico                            Alto Forno  Redução do Minério          ...
Diagrama de fases do Aço
Aço Ligas•   Inox (Ni- Cr)•   Zircalloy•   Aço-Carbono (1020, 1040) segundo ABNT•   Aço baixa-liga (< 4 % de Cr, Ni, Mn, M...
Contribuições dos Elementos• Manganês, remove o Enxofre nocivo.• O Cromo em ligas de aço Inox recobre a  superfície metáli...
Carbono• O Carbono juntamente com Ferro são a base  da liga chamada Aço.• O carbono acima de 2% forma o ferro-  gusa(muito...
Coque• A coqueificação é um processo pelo qual o carvão  mineral, ao ser submetido a temperaturas elevadas na  ausência de...
Obrigado!Créditos das imagens:http://paginas.terra.com.br/educacao/labertolo/Cosmologia/Cosmology/structure_of_materials.h...
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Elementos de Ferro ligas

  1. 1. Elementos de Ferro-LigaPor Maria Cristina e Roberto Cambruzzi
  2. 2. Principais Elementos• Ferro• Carbono• Manganês• Níquel• Cromo• Nióbio• Vanádio• E outros...
  3. 3. Elementos prejudiciais• Estanho(Sn) presente nas sucatas e no material reciclado por conter latas com “folha de flandes” e soldas.• Enxofre(S) presente coque.• Fósforo(P) presente em alguns minérios de ferro.• Hidrogênio(H) liberado durante a fundição.
  4. 4. Como combater esses Elementos?• Adicionando Manganês que se combina com enxofre e evita formação de sulfeto de ferro no aço (agente dessulfurante).• Processo de oxidação do Fósforo, durante a ACIARIA.• Alguns elementos traço no minério são desoxidantes (Al, Si).• Hidrogênio, e monóxido de carbono são removidos no resfriamento, a linguotagem.• Seleção rigorosa da sucata. A fim de evitar o Estanho
  5. 5. Efeitos dos Elementos prejudiciais• O Enxofre provoca a chamada “fragilidade á quente”• O fósforo provoca á “fragilidade á frio”• O hidrogênio provoca poros no que podem ser destrutivos em eixos de alta velocidade.• O estanho produz o mesmo efeito que o enxofre porem é menos nocivo.
  6. 6. Minérios Hematita(Fe) Carvão(C)Garnierita(Ni) Cromita(Cr)
  7. 7. Minérios Vanadita (V) Molibdenita (Mo)Psilomelano (Mn) Wolframita (W)
  8. 8. Obtenção do Ferro e Aço1- Redução do Minério de Ferro(óxido) á ferro gusa (ferro+carbono). Entre 1535ºC e 1130ºC no alto-forno.2-O produto do alto-forno é o ferro- gusa com excesso de Enxofre, Fósforo e Carbono (acima de 2%) para tornar o aço resistente procede-se a Aciaria, ou seja a remoção de Carbono por fluxo de oxigênio sobre gusa líquido até atingir uma proporção abaixo de 2%3- O ferro gusa transformado em aço, dissulfurado e disfosforado é posto em moldes para resfriar, durante o resfriamento os gases Hidrogênio, Oxigênio e Monóxido de carbono transformam-se em bolhas e saem do aço ainda em solidificação.
  9. 9. Reações Químicas Fe2O3 + 3C ∆ 2 Fe + 3CO → Redução Cdissolvido + O ← ∆ CO → Descarbonetação Aciaria2 Pdissolvido + 5O ← ∆ P2O5 → S + CaO ← ∆ CaS + O →Desfoforação DessulfuraçãoACIARIA ACIARIA
  10. 10. Do Minério ao AçoMinério de Ferro + Coque Metalúrgico Alto Forno  Redução do Minério Ferro Gusa >2% Carbono Aciaria  Remoção: C, P, S, O Aço Carbono Escória de Fósforo+CO Escória + CO
  11. 11. Diagrama de fases do Aço
  12. 12. Aço Ligas• Inox (Ni- Cr)• Zircalloy• Aço-Carbono (1020, 1040) segundo ABNT• Aço baixa-liga (< 4 % de Cr, Ni, Mn, Mo, V, Si)• Aço rápido• Aço corte fácil (resulforado, refosforado)• Aços ultra resistentes (maraging) com alto Ni (18%).
  13. 13. Contribuições dos Elementos• Manganês, remove o Enxofre nocivo.• O Cromo em ligas de aço Inox recobre a superfície metálica com um óxido transparente.• O Nióbio mantém o aço flexível mesmo á baixas temperaturas.• Níquel aumenta a resistência á tensão.• Cobre e Chumbo formam cristais segregados no aço, por serem elementos moles aumenta a usinabilidade ou seja diminui o tamanho do cavaco.• As vezes usa-se somente Aço-Carbono.
  14. 14. Carbono• O Carbono juntamente com Ferro são a base da liga chamada Aço.• O carbono acima de 2% forma o ferro- gusa(muito frágil) abaixo de 0,08% forma o “ferro comercialmente puro” o Aço é termo intermediário desta solução sólida.• Os Carbetos(Fe+C) de Ferro: Cementita, Austenita, Bainita,Perlita são os responsáveis pela dureza e tencidade do Aço (maior que no Ferro).• Os demais elementos de liga somente protegem os carbetos ou ligam-se a eles modificando as propiedades.
  15. 15. Coque• A coqueificação é um processo pelo qual o carvão mineral, ao ser submetido a temperaturas elevadas na ausência de oxigênio, libera gases presentes em sua estrutura, originando um resíduo sólido poderoso e infusível, que é o coque.• Carbono fixo = 88% Voláteis = 0,8% Cinzas = 10% Enxofre = 0,7% Umidade = 2,0%• Dos elementos presentes no coque, o enxofre é o que mais merece atenção, na medida em que é altamente prejudicial às qualidades do aço. Deste modo, é preocupação constante da coqueria manter níveis de enxofre sob rígido controle.
  16. 16. Obrigado!Créditos das imagens:http://paginas.terra.com.br/educacao/labertolo/Cosmologia/Cosmology/structure_of_materials.htmhttp://www.pipesystem.com.br/Artigos_Tecnicos/Aco_Inox/body_aco_inox.htmlhttp://www.if.ufrj.br/~barthem/MCE5.htmlhttp://www.bahiainvest.com.br/port/segmentos/mineracao.asphttp://www.cvrd.com.br/cvrd/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=1871&sid=347http://usuarios.lycos.es/mineralescantabria/coleccion2.htmhttp://www.igc.usp.br/geologia/geoeduambiental.phphttp://usuarios.lycos.es/pmminerales/CorunaPM_Molibdenita1Arteixo.JPGhttp://e-geo.ineti.pt/bds/geobases/mineralogia/amostras_minerais.aspx?ID=59http://www.sucatas.com/metal.htmlhttp://www.demec.ufmg.br/disciplinas/ema003/solidos/coque/propcoq.htmhttp://www.mspc.eng.br/ciemat/aco1.asp
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