o Que é Ferro-Gusa – Ferro Bruto – Definição

Em geral, o ferro-gusa é um produto intermediário da indústria de ferro. O ferro-gusa, também conhecido como ferro bruto, é produzido pelo processo de alto-forno e contém até 4-5% de carbono, com pequenas quantidades de outras impurezas como enxofre, magnésio, fósforo e manganês. O ferro-gusa é fornecido em uma variedade de tamanhos e pesos de lingotes, variando de 3 kg a mais de 50 kg. O ferro-gusa não é um produto vendável, mas sim um passo intermediário na produção de ferro fundido e aço. A redução de contaminantes no ferro-gusa que afetam negativamente as propriedades dos materiais, como enxofre e fósforo, produz ferro fundido contendo 2-4% De Carbono, 1-6% de silício e pequenas quantidades de manganês.

Propriedades do Ferro-Gusa

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.

as propriedades mecânicas do ferro-gusa

os materiais são frequentemente escolhidos para várias aplicações porque possuem 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-gusa

na mecânica dos materiais, a resistência de um material é 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-gusa varia muito e depende da forma que o carbono assume na liga. O alto nível de carbono o torna relativamente fraco e quebradiço. Reduzir a quantidade de carbono para 0,002–2,1% em massa produz aço, que pode ser até 1000 vezes mais duro que o ferro puro.

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.

resistência ao escoamento

a resistência ao escoamento do ferro-gusa varia muito e depende da forma que o carbono assume na liga.

o ponto de rendimento é o ponto em uma curva tensão-tensão que indica o limite do comportamento elástico e o comportamento plástico inicial. Resistência ao escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente, enquanto o ponto de escoamento é o ponto onde a deformação não linear (elástica + plástica) começa. Antes do ponto de rendimento, o material se deformará elasticamente e retornará à sua forma original quando a tensão aplicada for removida. Uma vez que o ponto de rendimento é passado, alguma fração da deformação será permanente e não reversível. Alguns aços e outros materiais exibem um comportamento denominado fenômeno de ponto de rendimento. As forças de rendimento variam de 35 MPa para um alumínio de baixa resistência a mais de 1400 MPa para aços de alta resistência.

Módulo de elasticidade de Young

o módulo de elasticidade de Young do ferro-gusa varia muito e depende da forma que o carbono assume na liga.

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-gusa

a dureza Brinell do ferro-gusa varia muito e depende da forma que o carbono assume na liga.

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. A dureza Brinell número é calculado a partir da equação:

Há uma variedade de métodos de teste de uso comum (e.g. 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-gusa

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-Gusa

ferro-Gusa tem um ponto de fusão na faixa de 1420-1470 K, que é menor do que qualquer uma de suas duas principais componentes, e torna-se o primeiro produto a ser derretido quando o carbono e o ferro são aquecidos juntos.

em geral, a fusão é uma mudança de fase de uma substância da fase sólida 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.

Ponto de ebulição do ferro-gusa

o ferro-gusa é uma substância multi-elemento, principalmente de ferro, com adições de carbono e impurezas. O carbono é principalmente na forma de carbonetos dos metais de liga. Os carbonetos terão temperaturas de ebulição mais altas do que a matriz metálica. O ponto de ebulição do ferro (não do ferro-gusa) é de 2860°c, portanto, o ponto de ebulição do ferro-gusa está próximo desse valor.

em geral, a ebulição é uma mudança de fase de uma substância do líquido para a fase gasosa. O ponto de ebulição de uma substância é a temperatura na qual essa mudança de fase (ebulição ou vaporização) ocorre.

a condutividade térmica do ferro-gusa

o ferro-gusa é uma substância multi-elemento, principalmente de ferro, com adições de carbono e impurezas. O carbono é principalmente na forma de carbonetos dos metais de liga. A condutividade térmica do ferro (não ferro gusa) é de 80 W/(m. K).

as características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/M. K. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir 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.