2. MATERIAIS FERROSOS
Consistem em ligas de ferro:
•Ferro fundido;
•Ferro Gusa;
•Aço;
•Magnetita, hematita;
•Cromita, ilemita;
•Ferro δ/γ/α.
3. Fique sabendo!
• O cobre por exemplo, pode ser usados no
estado quimicamente quase puro. Entretanto,
isso não ocorre com o ferro. No uso prático,
está sempre ligado ao carbono e a outros
elementos e, assim, no âmbito da ciência dos
materiais e também na linguagem do dia-a-
dia, a palavra "ferro" deve ser entendida
como uma liga dos elementos químicos ferro,
carbono e outros.
4. INTRODUÇÃO
• são os materiais mais utilizados pelo homem;
• custo relativamente baixo de produção;
• múltiplas propriedades físico-químicas;
• são fáceis de serem trabalhados;
• com eles é construída a maior parte de máquinas,
ferramentas, assim como instalações que necessitam
materiais de grande resistência.
5. Efeitos de alguns elementos de liga
Alumínio (Al): desoxidante e agente de controle do crescimento dos grãos.
Cobalto (Co): aumenta a dureza do aço sob altas temperaturas.
Cobre (Cu): melhora a resistência à corrosão por agentes atmosféricos
Cromo (Cr): melhora a resistência à corrosão, aumenta a resistência à tração, melhora a
facilidade de têmpera, aumenta a resistência à alta temperatura e ao desgaste.
Fósforo (P): Torna o aço frágil, efeito que se acentua com o aumento do teor de carbono.
Manganês (Mn): em média, para cada 1% de manganês, a resistência à tração aumenta
100 MPa. Para aços temperáveis, aumenta a dureza após o processo de têmpera.
Molibdênio (Mo): melhora a resistência a altas temperaturas, a resistência ao desgaste e
a dureza após a têmpera. Para aços inoxidáveis, melhora a resistência à corrosão.
Silício (Si): é um agente desoxidante na produção do aço. Aumenta a resistência à
corrosão e a resistência à tração mas prejudica a soldagem. O silício aumenta
significativamente a resistividade elétrica do aço.
Tungstênio (W): aumenta a resistência à tração em altas temperaturas. Forma carbonetos
bastante duros e é usado em aços para ferramentas (aços rápidos).
Vanádio (V): refina a estrutura do aço, impedindo o crescimento dos grãos. Forma
carbonetos duros e estáveis e é usado em aços para ferramentas para aumentar a
capacidade de corte e dureza em altas temperaturas.
6. Variedades alotrópicas
• ferro delta (Fe δ): apresenta estrutura
cúbica de corpo centrado (1390-1540ºC).
• ferro gama (Fe γ): apresenta estrutura
cúbica de face centrada (912-1390°C).
• ferro alfa (Fe α): apresenta estrutura cúbica
de corpo centrado ( até 912°C).
7.
8. Austenita: é a solução sólida do carbono em ferro gama.
Ferrita: é a solução sólida do carbono em ferro alfa.
Cementita: o carboneto de ferro (Fe3C).
Grafita: a variedade alotrópica do carbono (estrutura cristalina
hexagonal).
9. Ferros Fundidos
• Liga de ferro e carbono com teor deste último acima de 2,11%.
Entretanto, um teor considerável de silício está quase sempre
presente e, por isso, alguns autores consideram o ferro fundido
como uma liga de ferro, carbono e silício;
• Em geral de reduzida ductibilidade e maleabilidade, utilizada na
fabricação de peças moldadas e tubos.
• Em algumas ocasiões são mais apropriados do que o aço.
Exemplo: estruturas e elementos deslizantes de máquinas são
construídos quase sempre em ferro fundido, devido à maior
capacidade de amortecer vibrações, melhor estabilidade
dimensional e menor resistência ao deslizamento, em razão do
poder lubrificante do carbono livre em forma de grafita.
11. Cinzento
É frágil e quebradiço devido a sua microestrutura, não servindo muito
bem a aplicações que requeiram elevada resistência à tração. Possui
excelentes capacidades de amortecimento de vibrações e elevada
resistência ao desgaste mecânico. São aplicados como componente
estrutural de máquinas e equipamentos pesados sujeitos à vibração,
peças fundidas de vários tipos que não necessitam de elevada
resistência mecânica, pequenos blocos cilíndricos, pistões, cilindros,
discos de embreagem e peças fundidas de motores a diesel.
12. Dúctil
Sua estrutura nodular confere maiores resistência mecânica e
ductilidade ao material, aproximando suas características das do aço.
Suas aplicações incluem válvulas carcaça de bombas, virabrequins,
engrenagens, pinhões, cilindros e outros componentes de máquinas e
automóveis.
13. Branco: Extremamente duro e frágil, chegando a ser inadequado para a
usinagem em alguns momentos. Sua aplicação é restrita aos casos em
que dureza elevada e resistência ao desgaste são necessárias, como nos
cilindros de laminação.
Maleável: produto da transformação do ferro fundido branco após
tratamento térmico em temperatura e atmosfera adequada. Apresenta
características de elevada resistência mecânica e consideráveis
ductilidade e maleabilidade. É aplicável tanto em temperaturas normais
quanto mais elevadas. Flanges, conexões para tubos, peças para válvulas
ferroviárias e navais, e outras peças para indústria pesada são algumas
das aplicações típicas do ferro fundido maleável.
Grafítico compacto: suas propriedades variam entre as do ferro fundido
cinzento e as do dúctil.
14. Aço
• Denominação genérica para ligas de ferro-carbono com teores
de carbono de 0,008 a 2,11%, contendo outros elementos
residuais do processo de produção e podendo conter outros
elementos de liga propositalmente adicionados. Se o aço não
contém estes últimos, é chamado especificamente de aço-
carbono. Do contrário, aço-liga.
• O aço é o mais antigo material reciclado que se tem notícias;
• Existe uma ampla classificação dos aços de acordo com o teor
de carbono e dos elementos de liga que possuem.
Aços-carbono de uso geral : SAE 10xx
Aços de fácil usinagem, com enxofre: SAE 11xx
(xx) indica o teor de carbono em 0,01%.
Exemplo: um aço SAE 1020 tem 0,20 % de carbono
16. Aço Inoxidável
• São os aços que têm resistência à corrosão superior à dos
aços comuns. Não são inertes em todos os meios, mas não
são atacados por muitos deles ou são atacados de forma
significativamente mais lenta do que os aços comuns.
• Cromo é o elemento mais importante para aumentar a
resistência à corrosão do aço. Ligado ao mesmo, com ou
sem outros elementos (como níquel, o segundo mais
importante), forma tipos com uma variedade de
propriedades e características:
Aços inoxidáveis austeníticos
Aços inoxidáveis martensíticos
Aços inoxidáveis ferríticos
17. • Aços inoxidáveis austeníticos (Ni + Cr): não magnéticos, não
temperáveis, a dureza aumenta significativamente com a
deformação a frio. São provavelmente os mais usados.
• Aços inoxidáveis martensíticos (11-18% Cr): São magnéticos
e podem ser endurecidos por têmpera.
• Aços inoxidáveis ferríticos : Em relação aos martensíticos, o
teor de cromo é em geral maior e o de carbono, menor. Isso faz
as estruturas sempre ferríticas e, portanto, não são endurecidos
por têmpera.
