Compare os ferros fundidos cinzento, maleável, branco e nodular em relação:
(A) A composição e tratamento térmico.
(B) A microestrutura.
© A características mecânicas.
(A) A composição e tratamento térmico.
(B) A microestrutura.
© A características mecânicas.
Passo 1
Beleza! A gente vai comparar quatro tipos de ferros fundidos: cinzento, maleável, branco e nodular. Vamos analisar cada um deles em três aspectos: (A) composição e tratamento térmico, (B) microestrutura e © características mecânicas. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre como cada tipo de ferro é feito e quais são suas propriedades.
Passo 2
A) Composição e Tratamento Térmico
Primeiro, vamos falar sobre a composição e o tratamento térmico de cada ferro fundido:
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Ferro Fundido Cinzento: É rico em carbono (entre 2,5% a 4%) e silício (1,0% a 3,0%). A grafita se forma como lâminas, dando a cor cinzenta à fratura. O tratamento térmico geralmente envolve a solidificação lenta para formar a estrutura cinzenta.
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Ferro Fundido Maleável: Também tem alto teor de carbono, mas o carbono está na forma de grafita em agregados mais arredondados, graças a um tratamento térmico específico chamado reaquecimento ou tratamento de tenacidade, que transforma o carboneto de ferro em grafita maleável.
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Ferro Fundido Branco: Possui uma composição semelhante ao cinzento, mas o carbono está presente como carboneto de ferro (Fe₃C) em vez de grafita. O tratamento térmico rápido (resfriamento rápido) impede a formação de grafita, resultando em uma superfície branca de fratura.
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Ferro Fundido Nodular (Dúctil): Contém elementos como magnésio ou cério que promovem a formação de grafita na forma de nódulos ou esferas. O tratamento térmico inclui a adição desses elementos durante a fundição para garantir a formação da grafita nodular.
Passo 3
B) Microestrutura
Agora, vamos olhar para a microestrutura de cada tipo:
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Cinzento: A grafita forma lâminas ou flocos dentro da matriz de ferrita ou perlita, o que contribui para a fragilidade ao impacto.
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Maleável: A grafita está presente como agregados arredondados, o que melhora a ductilidade e a resistência ao impacto.
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Branco: A presença de carboneto de ferro (Fe₃C) confere uma microestrutura dura e resistente ao desgaste, mas também mais quebradiça.
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Nodular: A grafita ocorre como esferas ou nódulos, prevenindo a propagação de trincas e aumentando a tenacidade do material.
Passo 4
C) Características Mecânicas
Por fim, vamos comparar as características mecânicas:
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Cinzento: Baixa resistência à tração e à fadiga, mas boa condutividade térmica e facilidade de usinagem.
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Maleável: Melhor ductilidade e resistência ao impacto em comparação com o cinzento, além de boa resistência à compressão.
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Branco: Alta dureza e resistência ao desgaste, mas baixa tenacidade e maior tendência à fratura.
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Nodular: Combina alta resistência à tração e tenacidade com boa ductilidade, sendo mais resistente a impactos e trincas do que os outros tipos.
Resposta
Então, resumindo:
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Composição e Tratamento Térmico: Cada tipo de ferro fundido tem uma composição de carbono específica e passa por tratamentos térmicos diferentes que influenciam a forma do carbono na microestrutura.
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Microestrutura: A forma como o grafita se apresenta (flocos, agregados arredondados ou nódulos) varia entre os tipos, afetando suas propriedades mecânicas.
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Características Mecânicas: Variam desde a facilidade de usinagem e boa condutividade térmica do cinzento, passando pela ductilidade do maleável, a dureza do branco, até a alta tenacidade do nodular.
Essas diferenças fazem com que cada tipo de ferro fundido seja adequado para aplicações específicas conforme as necessidades de resistência, ductilidade e usinabilidade.