Ferro Fundido Cinzento

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3–A Usinabilidade do Ferro Fundido Cinzento..................................................................... 12

4–Materiais de ferramentas indicados para a usinagem de ferros fundida cinzento ................................................................................................................................................. 14

5– Usinabilidade do Ferro Fundido Cinzento com PCBN...................................................... 16

5.1–Uso de PCBN e cerâmica no fresamento do ferro fundido..................................................................................................................................... 17

6 – Tratamento térmico dos ferros fundidos cinzentos........................................................... 17

6.1 – Alívio de tensões ou envelhecimento artificial ............................................................. 18

6.2 – Recozimento ................................................................................................................... 21

6.3 – Normalização ................................................................................................................. 22

6.4 – Têmpera e revenido ........................................................................................................ 23

6.5 – Tratamentos isotérmicos ................................................................................................ 25

6.6 – Endurecimento superficial ............................................................................................. 27

1-INTRODUÇÃO

O Ferro Fundido Cinzento

A produção de peças em ferro fundido cinzento no Brasil em 1996 foi da ordem de um milhão e trezentos mil toneladas, o que representa aproximadamente oitenta e cinco por da produção total de peças fundidas (ABIFA). Uma grande parte das peças fabricadas em ferro fundido passam por operações de usinagem, o que faz com que o estudo da usinabilidade deste material tenha uma importância considerável (Santos,1999).

Os ferros fundidos cinzentos se caracterizam pela presença de carbono livre na forma de grafita, e pela distribuição e dimensões que os veios de grafita se apresentam. Suas propriedades fundamentais são resistência a tração, resistência a compressão e dureza. Estas propriedades dependem fundamentalmente da composição química e da velocidade de resfriamento no processo de fundição.

A presença da grafita é responsável pela característica de corte de ferros fundidos cinzentos, o que faz com que esses materiais sejam considerados de fácil usinagem.

O ferro fundido cinzento, por ser o material cuja usinabilidade é estudada neste trabalho, merece uma abordagem mais detalhada, que é apresentada nesta seção. Dentre todos os tipos de ferro fundido, ele é o mais utilizado, devido às suas propriedades. Entre outras, destacam-se:

- Fácil fusão e modelagem;

- Boa resistência mecânica;

- Excelente usinabilidade;

- Boa resistência ao desgaste e,

- Boa capacidade de amortecimento.

Os elementos de liga tem uma função fundamental nas características dos Ferros Fundidos Cinzentos, sendo estas:

O silício, alumínio, níquel, cobalto e titânio, tendem a decompor a cementita, ou seja, são elementos grafitizantes;

O manganês, molibdênio e o vanádio, tendem a estabilizar os carbonetos, ou seja, retardam a formação da grafita;

Cromo e vanádio, aumentam a resistência a tração;

O cromo e o molibdênio aumentam a resistência à ruptura transversal;

O níquel é um elemento grafitizante, e atua no sentido a melhorar a resistência e a tenacidade à temperaturas elevadas e;

O estanho atua como elemento estabilizador da perlita.

Os tratamentos térmicos dos ferros fundidos cinzentos são de fundamental importância para se obter as propriedades desejadas na peça fundida e o mais usado é o alivio de tensões ou envelhecimento artificial, que consiste em aquecer a peça a uma temperatura inferior a faixa de transformação da perlita em austenita, durante um tempo determinado. Admite-se que a redução de tensões ocorre devido ao abaixamento do limite elástico do material à medida que ele se aquece ocorrendo deformação plástica.

A classificação adotada pela ABNT representa o ferro fundido cinzento pelas iniciais FC seguido de dois algarismos que representam o limite mínimo de resistência à tração em kgf/mm2. A Tabela 1 mostra esta classificação, relacionada às suas principais propriedades mecânicas.

Tabela 1 – Propriedade Mecânica dos Ferros Fundidos Cinzentos (EB 126 da ABNT) (Chiaverini, 1984).

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2 – PROPRIEDADES DOS FERROS FUNDIDOS CINZENTOS

As propriedades desses materiais dependem dos seguintes fatores:

- microestrutura

- composição química

- secção do material

Na microestrutura, a presença de carbono livre ou grafita é o fator microestrutural predominante porque maior sua quantidade, mais mole e menos resistente será o material. Além disso, a forma da grafita, a dimensão dos veios e a sua distribuição afetam igualmente as propriedades.

Por outro lado, a matriz metálica dos ferros fundidos cinzentos contém ferrita e perlita; se a ferrita predominar, a usinabilidade do material é melhor, mas sua resistência mecânica e sua resistência ao desgaste são prejudicadas. Se a perlita for o constituinte predominante na matriz metálica, os ferros fundidos cinzentos correspondentes apresentarão melhor resistência mecânica. Uma matriz metálica contendo ferrita e perlita em