o que é ferro fundido cinza – ferro fundido cinza – definição
na engenharia de materiais, os ferros fundidos são uma classe de ligas ferrosas com conteúdo de carbono acima de 2,14% em peso. Normalmente, os ferros fundidos contêm de 2,14% a 4,0% de carbono e de 0,5% a 3% de silício. Ligas de ferro com menor teor de carbono são conhecidas como aço. A diferença é que os ferros fundidos podem aproveitar a solidificação eutética no sistema binário ferro-carbono. O termo eutético é grego para” fusão fácil ou bem”, e o ponto eutético representa a composição no diagrama de fase onde a temperatura de fusão mais baixa é alcançada. Para o sistema ferro-carbono, o ponto eutético ocorre em uma composição de 4,26 wt % C e uma temperatura de 1148°C.
Veja Também: Tipos de ferros fundidos
ferro fundido cinza – ferro fundido cinza
o ferro fundido cinza é o tipo de ferro mais antigo e mais comum existente e provavelmente o que a maioria das pessoas pensa quando ouve o termo “ferro fundido”. O teor de carbono e silício dos ferros fundidos cinza varia entre 2,5 e 4,0% em peso e 1,0 e 3,0% em peso, respectivamente.
o ferro fundido cinzento é caracterizado por sua microestrutura grafítica, que faz com que as fraturas do material tenham uma aparência cinzenta. Isto é devido à presença de grafite em sua composição. Em ferro fundido cinza, a grafite se forma como flocos, assumindo uma geometria tridimensional.
o ferro fundido cinzento tem menos resistência à tração e resistência ao choque do que o aço, mas sua resistência à compressão é comparável ao aço de baixo e médio carbono. O ferro fundido cinza tem boa condutividade térmica e capacidade de calor específica, portanto, é frequentemente usado em panelas e rotores de freio.
Resumo
| Nome | Ferro fundido Cinzento |
| Fase em STP | N/A |
| Densidade | 7150 kg/m3 |
| Resistência à Tração máxima | 395 MPa |
| Força de Rendimento | N/A |
| de Young Módulo de Elasticidade | 124 Agp |
| Brinell de Dureza | 235 BHN |
| Ponto de Fusão | 1260 °C |
| Condutividade Térmica | 53 W/mK |
| Capacidade calorífica | 460 J/g K |
| Preço | 1.2 $/kg |
Ferro fundido cinzento também têm uma excelente capacidade de amortecimento, que é dado pela grafite porque ele absorve a energia e a converte em calor. Uma grande capacidade de amortecimento é desejável para materiais usados em estruturas onde vibrações indesejadas são induzidas durante a operação, como bases de máquinas-ferramenta ou virabrequins. Materiais como latão e aço têm pequenas capacidades de amortecimento, permitindo que a energia de vibração seja transmitida através deles sem atenuação.
93%
3%
2%
Propriedades do Ferro Fundido Cinzento – ASTM A48 Classe 40
as propriedades do Material são propriedades intensivas, o que significa que são independentes da quantidade de massa e podem variar de um lugar para outro dentro do sistema a qualquer momento. A base da ciência dos materiais envolve estudar a estrutura dos materiais e relacioná-los às suas propriedades (mecânicas, elétricas etc.). Uma vez que um cientista de materiais sabe sobre essa correlação estrutura-propriedade, eles podem então estudar o desempenho relativo de um material em uma determinada aplicação. Os principais determinantes da estrutura de um material e, portanto, de suas propriedades são seus elementos químicos constituintes e a maneira como ele foi processado em sua forma final.
propriedades mecânicas do ferro fundido cinzento-ASTM A48 Classe 40
os materiais são frequentemente escolhidos para várias aplicações porque têm combinações desejáveis de características mecânicas. Para aplicações estruturais, as propriedades dos materiais são cruciais e os engenheiros devem levá-las em consideração.
resistência do ferro fundido cinzento-ASTM A48 Classe 40
na mecânica dos materiais, a resistência de um material é a sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação ou alteração resultante nas dimensões do material. A resistência de um material é sua capacidade de suportar essa carga aplicada sem falha ou deformação plástica.
resistência à tração final
a resistência à tração final do ferro fundido cinzento (ASTM A48 Classe 40) é 295 MPa.
a resistência à tração final é o máximo na curva tensão-tensão de engenharia. Isso corresponde ao estresse máximo que pode ser sustentado por uma estrutura em tensão. A resistência à tração final é frequentemente encurtada para” resistência à tração “ou mesmo para” o máximo.”Se esse estresse for aplicado e mantido, a fratura resultará. Muitas vezes, esse valor é significativamente maior do que a tensão de escoamento (até 50 a 60% a mais do que o rendimento de alguns tipos de Metais). Quando um material dútile alcança sua força final, experimenta o necking onde a área da seção transversal reduz localmente. A curva tensão-tensão não contém maior tensão do que a força final. Mesmo que as deformações possam continuar a aumentar, o estresse geralmente diminui após a força final ter sido alcançada. É uma propriedade intensiva; portanto, seu valor não depende do tamanho da amostra de teste. No entanto, depende de outros fatores, como a preparação da amostra, a presença ou não de defeitos superficiais e a temperatura do ambiente de teste e do material. As forças elásticas finais variam de 50 MPa para um alumínio a tão altamente quanto 3000 MPa para aços muito de grande resistência.
o módulo de elasticidade de Young
o módulo de elasticidade de Young de ferro fundido cinza (ASTM A48 Classe 40) é de 124 GPa.
o módulo de elasticidade de Young é o módulo elástico para Tensão de tração e compressão no regime de elasticidade linear de uma deformação uniaxial e geralmente é avaliado por testes de tração. Até um estresse limitante, um corpo será capaz de recuperar suas dimensões na remoção da carga. As tensões aplicadas fazem com que os átomos em um cristal se movam de sua posição de equilíbrio. Todos os átomos são deslocados na mesma quantidade e ainda mantêm sua geometria relativa. Quando as tensões são removidas, todos os átomos retornam às suas posições originais e nenhuma deformação permanente ocorre. De acordo com a lei de Hooke, o estresse é proporcional à tensão (na região elástica), e a inclinação é o módulo de Young. O módulo de Young é igual ao estresse longitudinal dividido pela tensão.
dureza do ferro fundido cinzento-ASTM A48 Classe 40
a dureza Brinell do ferro fundido cinzento (ASTM A48 Classe 40) é de aproximadamente 235 MPa.
na ciência dos materiais, a dureza é a capacidade de suportar o recuo da superfície (deformação plástica localizada) e arranhões. A dureza é provavelmente a propriedade material mais mal definida porque pode indicar resistência a arranhões, resistência à abrasão, resistência ao recuo ou mesmo resistência à modelagem ou deformação plástica localizada. A dureza é importante do ponto de vista da engenharia porque a resistência ao desgaste por atrito ou erosão por vapor, óleo e água geralmente aumenta com a dureza.
o teste de dureza Brinell é um dos testes de dureza de recuo, que foi desenvolvido para testes de dureza. Nos testes de Brinell, um indenter duro e esférico é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado. O teste típico usa uma esfera de aço endurecido de 10 mm (0,39 pol.) de diâmetro como um indenter com uma força de 3.000 kgf (29,42 kN; 6.614 lbf). A carga é mantida constante por um tempo especificado (entre 10 e 30 s). Para materiais mais macios, uma força menor é usada; para materiais mais duros, uma bola de carboneto de tungstênio é substituída pela bola de aço.
o teste fornece resultados numéricos para quantificar a dureza de um material, que é expresso pelo número de dureza Brinell – HB. O número de dureza Brinell é designado pelos padrões de teste mais comumente usados (ASTM E10-14 e ISO 6506-1:2005) como HBW (h de dureza, B de brinell e W do material do indenter, carboneto de tungstênio (wolfram)). Nos padrões anteriores, HB ou HBS foram usados para se referir a medições feitas com indenters de aço.
o número de dureza Brinell (HB) é a carga dividida pela área de superfície do recuo. O diâmetro da impressão é medido com um microscópio com uma escala sobreposta. O número de dureza Brinell é calculado a partir da equação:
há uma variedade de métodos de teste de uso comum (por exemplo, Brinell, Knoop, Vickers e Rockwell). Existem tabelas que estão disponíveis correlacionando os números de dureza dos diferentes métodos de teste onde a correlação é aplicável. Em todas as escalas, um número de alta dureza representa um metal duro.
propriedades térmicas do ferro fundido cinzento-ASTM A48 Classe 40
as propriedades térmicas dos materiais referem-se à resposta dos materiais às mudanças em sua temperatura e à aplicação de calor. Como um sólido absorve energia na forma de calor, sua temperatura aumenta e suas dimensões aumentam. Mas diferentes materiais reagem à aplicação do calor de maneira diferente.
capacidade de calor, expansão térmica e condutividade térmica são propriedades que muitas vezes são críticas no uso prático de sólidos.
Ponto de fusão do ferro fundido cinzento-ASTM A48 Classe 40
Ponto de fusão do ferro fundido cinzento – O aço ASTM A48 está em torno de 1260°C.
em geral, a fusão é uma mudança de fase de uma substância do sólido para a fase líquida. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual essa mudança de fase ocorre. O ponto de fusão também define uma condição na qual o sólido e o líquido podem existir em equilíbrio.
condutibilidade térmica do ferro fundido cinzento-ASTM A48 Classe 40
a condutibilidade térmica do ferro fundido cinzento-ASTM A48 é 53 W / (m. K).
As características de transferência de calor de um material sólido são medidos por uma propriedade chamada de condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/m.K. É uma medida de uma substância a capacidade de transferência de calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda a matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gás), portanto, também é definida para líquidos e gases.
a condutividade térmica da maioria dos líquidos e sólidos varia com a temperatura. Para vapores, também depende da pressão. Em geral:
a maioria dos materiais é quase homogênea, portanto, geralmente podemos escrever k = k (T). Semelhante definições estão associadas a condutividade térmica em y – e z-direções (ky, kz), mas para um material isotrópico a condutividade térmica é independente da direção de transferência, kx = ky = kz = k.
Departamento de Energia dos EUA, a Ciência dos Materiais. Manual de fundamentos DOE, Volume 1 e 2. Janeiro de 1993.
Departamento de Energia DOS EUA, Ciência dos materiais. Manual de fundamentos DOE, Volume 2 e 2. Janeiro de 1993.William D. Callister, David G. Rethwisch. Ciência e Engenharia de materiais: Uma Introdução 9ª edição, Wiley; 9 edição (4 de dezembro de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.
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Veja acima:
Ferro Fundido
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