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Características do ferro fundido dúctil

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O ferro fundido dúctil

O ferro fundido dúctil distingue-se dos ferros fundidos cinzentos tradicionais pelas suas propriedades mecânicas excecionais (elasticidade, resistência aos impactos, alongamento...). Estas são devidas à forma esferoidal das partículas de grafite.

Definição dos ferros fundidos

Uma classificação dos produtos em ferro pode ser estabelecida em função do teor em carbono no metal de base:
  • ferro : 0 à 0,1% de C,
  • aço : 0,1 à 1,7% de C,
  • ferro fundido : 1,7 à 5% de C
Abaixo de 1,7 % de carbono, a solidificação gera austenite, material monofásico, na estrutura do qual todo o carbono fica em solução sólida.
Acima de 1,7% de carbono, este não pode ser dissolvido na totalidade na estrutura de ferro e, por conseguinte, solidifica-se sob a forma de uma segunda fase ou de grafite (C puro), ou de carboneto de ferro (Fe3C). O ferro fundido é um material multifases, com estrutura complexa: os constituintes mais correntes são a ferrite (Feα) e a perlite (Feα + Fe3C).
Outros elementos, presentes no ferro fundido em proporções muito baixas, têm uma influência na estrutura, nas propriedades mecânicas, e na fundição do metal. O silício (habitualmente de 1 a 3 %) tem um papel particular e faz, na realidade, do ferro fundido uma liga ternária: ferro, carbono, silício.

Diferentes tipos de ferros fundidos

O termo “ferro fundido” abrange uma larga variedade de ligas Fe–C–Si. É usual classifica-las em famílias segundo o estado da grafite, com uma diferenciação adicional devido à estrutura da matriz metálica (ferrite, perlite, etc.).

Influência da forma da grafite

Nos ferros fundidos cinzentos, a grafite apresenta-se sob a forma de lamelas, daí o nome metalúrgico de ferros fundidos com grafite lamelar (ou ferro fundido FGL). Cada uma destas lamelas de grafite pode, sob uma concentração de esforços anormais em certos pontos, levar ao aparecimento de uma fissura.
Os metalúrgicos esforçaram-se para diminuir ou eliminar estes efeitos jogando com o tamanho das lamelas e a sua disposição.
A centrifugação permitiu obter lamelas muito finas que aumentam sensivelmente as qualidades mecânicas do ferro fundido.
Um passo decisivo foi alcançado em 1948, quando pesquisas realizadas nos Estados-unidos e em Grande-Bretanha permitiram obter um ferro fundido com grafite esferoidal (ou ferro fundido FGS), mais conhecido sob o nome de ferro fundido dúctil.
A grafite já não se apresenta sob a forma de lamelas, mas é cristalizada sob a forma esférica. As linhas de propagação das ruturas são assim eliminadas.
A cristalização da grafite sob a forma de esferas é obtida pela introdução controlada de uma pequena quantidade de magnésio num ferro fundido de base previamente dessulfurado.

Características do ferro fundido dúctil

O ferro fundido dúctil tem características mecânicas excecionais graças à forma esferoidal da grafite que contém:
  • resistência à tração,
  • resistência aos impactos,
  • elevado limite elástico,
  • alongamento importante.
Estas características ainda podem ser melhoradas pelo domínio da análise química e do tratamento térmico da matriz metálica.
O ferro fundido dúctil conserva, no entanto, as qualidades mecânicas tradicionais dos ferros fundidos, provenientes do seu forte teor em carbono:
  • resistência à compressão,
  • aptitude na moldagem,
  • resistência à abrasão,
  • maquinabilidade,
  • resistência à fadiga.

O ferro fundido dúctil Saint-Gobain PAM

Todos os tubos, acessórios para a adução de água da Saint-Gobain PAM são fabricados em ferro fundido GS conforme à norma EN 545 e à norma ISO 2531.

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O ferro fundido dúctil PAM

Nota 1:
Por acordo entre o fabricante e o cliente, o limite convencional de elasticidade a 0,2 % (Rp0,2) pode ser medido. Não deve ser inferior a:
- 270 MPa quando A ≥ 12 % para os DN 40 a 1 000 ou ≥ 10 % para os DN > 1 000;
- 300 MPa nos outros casos.

Características comparadas dos ferros fundidos para tubos centrifugados

A dureza Brinell não deve exceder 230 HB para os tubos e 250 HB para os acessórios.. Para os componentes fabricados por soldadura, uma dureza Brinell mais elevada é admitida na zona afetada termicamente pela soldadura.

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Caracteristicas comparadas dos ferros fundidos