Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

entretanto, a Figura 12.4 estende-se até 100% de C em peso de maneira que grafita é a fase rica em
carbono, em vez de cementita aos 6,7% de C em peso (Figura 9.20).
Figura 12.4 O verdadeiro diagrama de equilíbrio ferro-carbono com grafita em lugar de cementita como
uma fase estável. (Adaptado a partir de Metal Progress 1982 Materials and Processing Databook,
Copyright 1982 American Society for Metals).
Esta tendência para formar grafita é regulada pela composição e taxa de resfriamento. A
formação de grafita é promovida pela presença de silício em concentrações maiores doque cerca de 1%
em peso. Também, menores taxas de resfriamento durante a solidificação favorecem a grafitização (a
formação de grafita). Para a maioria dos ferros-fundidos, o carbono existe como grafita e tanto a
microestrutura quanto o comportamento mecânico dependem da composição e do tratamento térmico.
Os tipos mais comuns de ferros fundidos são: ferro fundido cinzento, ferro fundido nodular, ferro
fundido branco e ferro fundido maleável.
Ferro Fundido Cinzento
Os teores de carbono e de silício de ferros fundidos cinzentos variam entre 2,5 e 4,0% em
peso e entre 1,0 e 3,0% em peso, respectivamente. Para a maioria destes ferros fundidos, a grafita
existe na forma de flocos (similares aos flocos de milho), que são normalmente circundados por uma
matriz de ferrita-α ou de perlita; a microestrutura de um ferro fundido cinzento típico é mostrada na
Figura 12.5a e na página 362 (do original do Callister, edição 1991). Por causa destes flocos de grafita,
uma superfície fraturada toma uma aparência cinza, donde o seu nome.
Figura 12.5 Fotomicrografias óticas de vários ferros fundidos. (a) Ferro fundido cinzento: os flocos
escuros de grafita estão embutidos numa matriz de ferrita-α. 500x. (Cortesia de C.H. Brady, National
Bureau of Standards, Washington,D.C.) (b) Ferro fundido nodular (dútil): os nódulos escuros de grafita
estão circundados por uma matriz de ferrita-α. 200x. (Cortesia de C.H.Brady e L.C. Smith, National
Bureau of Standards, Washington,D.C.) (c) Ferro fundido branco: as regiões claras de cementita estão
circundadas por perlita, que tem uma estrutura em camadas de ferrita-cementita. 400x. (Cortesia de
Amcast Industrial Corporation). (d) Ferro fundido maleável: rosetas (carbono de revenimento) escuras
de grafita numa matriz de ferrita-α. 150x. (Reproduzida com permissão da Iron Castings Society, Des
Plaines, IL.)
Mecanicamente, o ferro fundido cinzento é comparativamente franco e fragil em tração como
consequência da sua microestrutura; as pontas dos flocos de grafita são pontiagudas e dirigidas e podem
servir como pontos de concentração de tensão quando uma tensão externa de tração for aplicada.
Resistência mecânica e dutilidade são muito maiores para cargas de compressão. Propriedades
mecânicas típicas e composições de vários ferros fundidos cinzentos comuns estão listados na Tabela
12.5. Ferros fundidos cinzentos têm algumas características desejáveis e, de fato, são utilizados