Materiais ferrosos

1. ES242
•Eduardo Harada Panadés 043102
•Guilherme Andrigueti 043875
•Leonardo Gimenes 044627
•Luis Abner Silva Espinoza044851

2. MATERIAIS FERROSOS
Consistem em ligas de ferro:
•Ferro fundido;
•Ferro Gusa;
•Aço;
•Magnetita, hematita;
•Cromita, ilemita;
•Ferro d/g/a.

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 d): apresenta estrutura
cúbica de corpo centrado (1390-1540ºC).
•ferro gama (Fe g): apresenta estrutura
cúbica de face centrada (912-1390°C).
•ferro alfa (Fe a): apresenta estrutura cúbica
de corpo centrado ( até 912°C).

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.

10. Classificação
Tipo C Si Mn P S
Cinzento 2,5 - 4,0 %1,0 - 3,0 %0,2 - 1,0 %0,002 - 1,0 %0,02 - 0,25 %
2,5 - 4,0 %1,0 - 3,0 %0,2 - 1,0 %0,01 - 0,1%0,01 - 0,03 %
Dúctil 3,0 - 4,0 %1,8 - 2,8 %0,1 - 1,0 %0,01 - 0,1 %0,01 - 0,03 %
Branco 1,8 - 3,6 %0,5 - 1,9 %0,25 - 0,8 %0,06 - 0,2 %0,06 - 0,2 %
Maleável 2,2 - 2,9%0,9 - 1,9 %0,15 - 1,2 %0,02 - 0,2 %0,02 - 0,2%
Grafítico compacto

11. 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.
Cinzento

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

15. Aplicações do Aço

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.

18. Onde encontramos esse material

19. Referências
•http://www.tabelaperiodica.hpg.ig.com.br/fe.htm
•http://myspace.eng.br/ndx_ciemat0.asp
•CALISTER JR, William D. – Ciência e Engenharia de Materias: uma
introdução. Ed. LTC – Quinta Edição.
•http://www.infomet.com.br/h_ferros_fundidos.php