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Pelo conhecimento do diagrama do equilíbrio Fe-C, costuma-se definir ferro fundido como “as ligas Fe-C cujo teor de carbono se situa acima 2,0% aproximadamente”. Face à influência do silício nessa liga, sobretudo sob o ponto de vista de sua constituição estrutural, o ferro é normalmente considerado um “liga ternária Fe-C-Si”, pois o silício está freqüentemente presente em teores superiores ao do próprio carbono.
Por outro lado, em função de sua constituição estrutural, o carbono está geralmente presente, em grande parcela, na forma “livre”.
Nessas condições, a definição de ferro fundido adotada nesta obra será a seguinte:
“Ferro fundido é a liga ferro-carbono-silício, de teores de carbono geralmente acima de 2,0%, em quantidade superior à que é retida em solução sólida na austenita, de modo a resultar carbono parcialmente livre, na forma de veios ou lamelas de grafita”.
Dentro da denominação geral de “ferro fundido”, podem ser distinguidos os seguintes tipos de liga:
- Ferro fundido cinzento – cuja fratura mostra uma coloração escura (donde a sua denominação), caracterizada por apresentar como elementos de liga fundamentais o carbono e o silício e estrutura em que uma parcela relativamente grande do carbono está no estado livre (grafita lamelar) e outra parcela no estado combinado (Fe3C);
- Ferro fundido branco – cuja fratura mostra uma coloração clara (donde a sua denominação), caracterizado por apresentar ainda como elementos de liga fundamentais o carbono e o silício, mas cuja estrutura, devido às condições de fabricação e menor teor de silício, apresenta o carbono quase inteiramente na forma combinada (Fe3C);
- Ferro fundido mesclado – cuja fratura mostra uma coloração mista entre branca e cinzenta (donde a sua denominação), caracterizado igualmente por uma mescla de proporções variáveis de ferro fundido branco e ferro fundido cinzento;
- Ferro fundido maleável – caracterizado por ser obtido a partir do ferro fundido branco, mediante um tratamento térmico especial (maleabilização), resultando numa transformação de praticamente todo o ferro combinado em grafita na forma de nódulos (em vez de veios ou lamelas);
- Ferro fundido nodular – caracterizado por apresentar, devido a um tratamento realizado ainda no estado líquido, carbono livre na forma de grafita esferoidal, o que confere ao material característica de boa ductilidade, donde a denominação freqüente para esse material de ferro fundido dúctil.
- Ferro fundido de grafita compactada – caracterizado pelo fato da grafita apresentar-se em “escamas”, ou seja, com a forma de plaquetas ou estrias, motivo pelo qual tem sido também designado por “quasi-escama”. Outras denominações são: escama agregada, semi-ondular e vermicular. É um produto que, como o ferro nodular, exige adição de elementos especiais como terras raras, com um elemento adicional, como o titânio, que reduz a formação de grafita esferoidal. O ferro de grafita compactada pode ser considerado um material intermediário entre o ferro fundido cinzento e o ferro nodular; possui a fundibilidade do ferro fundido cinzento, com melhor resistência mecânica e alguma ductilidade. Sua comercialização é relativamente recente.
A faixa de composição dos cinco principais tipos de ferros fundidos, sem elementos de liga, está indicada na Tabela 159.
Tabela 159 – Faixa de composição de ferros fundidos típicos comuns
