Ferro fundido branco: propriedades, aplicações, estrutura e características

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Inicialmente, a tecnologia do ferro fundido foi dominada pela primeira vez na China no século 10, após o que se tornou difundida em outros países do mundo. A base do ferro fundido é uma liga de ferro com carbono e outros componentes. Uma característica distintiva é que em sua composição o ferro fundido contém mais de 2% de carbono na forma de cementita, o que não é encontrado em outros metais. Um representante de destaque dessa liga é o ferro fundido branco, que é utilizado na engenharia mecânica para a fabricação de peças, na indústria e na vida cotidiana.

Aparência

A liga tem uma cor branca na quebra e um brilho metálico característico. A estrutura do ferro fundido branco é de grão fino.

Propriedades

Em comparação com outros metais, a liga ferro-carbono possui as seguintes características e propriedades:

• alta fragilidade;
• dureza aumentada;
• alta resistividade;
• propriedades de fundição baixas;
• baixa usinabilidade;
• boa resistência ao calor;
• grande contração (até 2%) e preenchimento ruim do molde;
• baixa resistência ao impacto;
• alta resistência ao desgaste.

A massa metálica tem grande resistência à corrosão em ácido clorídrico ou nítrico. Se houver carbonetos livres na estrutura, ocorrerá corrosão quando o ferro fundido for colocado em ácido sulfúrico.

Os ferros fundidos brancos, que contêm menor percentual de carbono, são considerados ligas mais resistentes a altas temperaturas. Devido ao aumento da resistência mecânica e tenacidade que aparecem quando expostos a altas temperaturas, a formação de trincas nas peças fundidas é minimizada.

Composição

A liga de ferro-carbono é considerada mais barata que o aço. O ferro fundido branco contém ferro e carbono, que estão em um estado quimicamente ligado. O excesso de carbono, que não está presente na solução sólida de ferro, está contido no estado combinado na forma de carbonetos de ferro (cementita), e no ferro fundido ligado na forma de carbonetos especiais.

Visualizações

Dependendo da quantidade de carbono no ferro fundido branco, ele é dividido nos seguintes tipos:

1. Hyotectic detém de 2,14% a 4,3% de carbono e após resfriamento completo adquire a estrutura de perlita, cementita secundária e ledeburita.
2. Eutectic contém 4,3% de carbono e tem uma estrutura em forma de fundo claro de cementita, que é pontilhada com grãos escuros de perlita.
3. Hyotectic possui de 4,3% a 6,67% de carbono em sua composição.

Aplicativo

Com base nas propriedades acima,pode-se concluir que não faz sentido praticar o processamento térmico e mecânico do ferro fundido branco. A liga encontrou sua principal aplicação apenas na forma de fundição. Consequentemente, o ferro fundido branco obtém as melhores propriedades somente se todas as condições de fundição forem atendidas. Este método de processamento é usado ativamente se for necessário produzir produtos maciços que devem ter alta dureza superficial.

Além disso, o ferro fundido branco é recozido, resultando em ferros fundidos maleáveis, que são usados para fazer peças fundidas de paredes finas, por exemplo:

• peças automotivas;
• produtos agrícolas;
• peças para tratores, colheitadeiras, etc.

A liga também é usada para fazer chapas com superfícies nervuradas ou lisas, e também é usada ativamente na produção de aço e ferro fundido cinzento.

O uso de ferro fundido branco na agricultura como metal estrutural é bastante limitado. Na maioria das vezes, a liga ferro-carbono é usada para a fabricação de peças para máquinas hidráulicas, lançadores de areia e outros mecanismos que podem operar em condições de maior desgaste abrasivo.

ferros fundidos refrigerados

Esta liga é considerada um tipo de ferro fundido branco. É possível obter um resfriamento de 12-30 mm resfriando rapidamente a superfície da liga ferro-carbono. Estrutura do material: a parte da superfície é feita de ferro fundido branco e cinza no núcleo. Rodas, bolas para moinhos, rolos de laminação são feitos desse material, que são montados emmáquinas para processamento de chapas metálicas.

Elementos de liga da liga

Substâncias de liga especialmente introduzidas adicionadas à composição do ferro fundido branco podem dar maior resistência ao desgaste e resistência, resistência à corrosão e resistência ao calor. Dependendo da quantidade de substâncias adicionadas, esses tipos de ferro fundido são diferenciados:

• liga de baixa liga (até 2,5% de substâncias auxiliares);
• liga média (de 2,5% a 10%);
• altamente ligado (mais de 10%).

Elementos de liga podem ser adicionados à liga:

• chrome;
• enxofre;
• níquel;
• cobre;
• molibdênio;
• titânio;
• vanádio,
• silicone;
• alumínio;
• manganês.

O ferro fundido branco ligado possui propriedades aprimoradas e é frequentemente utilizado para fundição de turbinas, lâminas, moinhos, peças para cimento e fornos convencionais, lâminas de bombeamento, etc. A liga ferro-carbono é processada em dois fornos, o que torna é possível trazer o material para uma determinada composição química:

• na cúpula;
• em fornos elétricos.

Fundições de ferro fundido branco são recozidas em fornos para estabilizar as dimensões necessárias e aliviar o estresse interno. A temperatura de recozimento pode subir até 850 graus. O processo de aquecimento e resfriamento deve ser feito lentamente.

Marcação ou designação de ferro fundido branco com impurezascomeça com a letra H. Quais elementos de liga se encaixam na composição da liga podem ser determinados pelas letras subsequentes da marcação. O nome pode conter números que indicam a porcentagem de substâncias adicionais que se encaixam no ferro fundido branco. Se a marcação contiver a designação Ш, isso significa que a estrutura da liga contém grafite esférico.

Tipos de recozimento

Para a formação do ferro fundido branco na indústria, é utilizado o resfriamento rápido da liga. Hoje, os seguintes tipos principais de recozimento de liga de carbono são usados ativamente:

• o recozimento de amolecimento é usado principalmente para aumentar a ferrita na composição do ferro fundido;
• annealing para aliviar as tensões internas e minimizar as transformações de fase;
• grafitização do recozimento, resultando em ferro fundido maleável;
• normalização a uma temperatura de 850-960 graus, resultando em grafite e perlita, bem como maior resistência ao desgaste e resistência.

Informações adicionais

Até o momento, foi comprovado que não há relação direta entre resistência ao desgaste e dureza de uma liga de carbono. Somente devido à estrutura, ou seja, o arranjo de carbonetos e fosfetos na forma de uma grade regular ou na forma de inclusões uniformes, é alcançada uma maior resistência ao desgaste.

A resistência do ferro fundido branco é mais intensamente afetada pela quantidade de carbono, e a dureza depende dos carbonetos. A maior resistência e dureza são aqueles ferros fundidos quetêm uma estrutura martensítica.