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A introdução de elementos de liga no ferro nodular é prática que tende a se generalizar, devido à sua influência ser aproximadamente idêntica à que ocorre nos aços.
Os próprios ferros fundidos básicos indicados na Tabela 181 mostram, em alguns tipos, a presença desses elementos.
O níquel e o molibdênio, por exemplo, são adicionados até 1% a 2%, para melhorar a endurecibilidade. O cromo também pode ser utilizado, porem em teores menores devido sua tendência de formar um rendilhado frágil de carboneto.
Ferros fundidos nodulares com maiores teores de Ni e Mo apresentam, após tratamento térmico adequado, excelente combinação de resistência, tenacidade e ductilidade, devido à estrutura bainítica que se desenvolve após revenido, a partir do estado fundido.
Vários tipos de ferro fundido nodular austenítico estão sendo utilizados, caracterizados por apresentarem carbono entre 2,4% e 3,0%, silício entre 1,5 e 6,0%, manganês entre 0,5 e 1,5%, níquel entre 18 e 36% e cromo entre 0 e 5,5%.
A ASTM, por intermédio de suas especificações A439-77 e A571-71 e a ASM, especificam alguns tipos de ferros nodulares de alto teor em liga, como a Tabela 189 mostra.
Tabela 189 – Especificações e propriedades de ferro nodular altamente ligado
(Clique na Tabela para ampliá-la)
5.1 – Aplicações
As aplicações desses materiais são as seguintes:
ASTM A 439-77
- D-2 – buchas de hastes de válvulas; válvulas e corpos de bomba, em serviços de petróleo, água salgada e ambiente cáustico; tubos de escapamento; carcaças de turbo-alimentadores; componentes de compressores de ar;
- D -2B – carcaças de turbo-alimentadores; cilindros;
- D -2C – anéis de guia de eletrodos;
- D -3 – carcaças e bocais de turbo-alimentadores, diafragmas de hastes de válvulas; difusores de compressores de gás;
- D -3A – anéis de mancais para serviço a alta temperatura, exigindo resistência ao escoriamento;
- D -4 – tubos de escapamento de motores Diesel; juntas de tubos de escapamento;
- D -5 – carcaças de sistemas de guia; anéis de envólucros de turbinas de gás;
- D -5B – espelhos e componentes para estabilidade dimensional de sistemas óticos; estatores de compressores.
ASTM A 571-71
- D -2M- componentes de compressores, expansores, bombas e outros sistemas de bombas exigindo uma matriz austenítica estável a -250°C;
ASTM 5394 - tipo austenítico, componentes que exigem resistência a cerca de 650°C;
ASTM 5395 – boa fundibilidade e resistência à corrosão; as peças podem ser fabricadas por soldagem.
Há ainda classes para navios, contendo 2,40 a 3,10 C, 1,80 a 3,20 Si, 0,80 a 2,50 mn, 0,15 a 0,20 P, 18,00 a 23,00 Ni e 0 a 0,50 Cr, com dureza Brinell variando de 175 a 190, limite de resistência à tração de 35 a 38,5 kgf/mm2 (340 a 375 MPa) limite de escoamento de 17,5 a 21,0 kgf/mm2 (175 a 210 MPa) e alongamento de 20 a 7%, submetidos a alívio de tensões a 650°C (e, se necessário, solução de carbonetos a 950°C), utilizados para resistência à corrosão, ao calor e ao choque, em hélices e aplicações diversas em navios. São classes não magnéticas.
Finalmente, a Tabela 190 mostra as propriedades a diversas temperaturas de ferros dúcteis ao silício, de matriz tipicamente ferrítica, cuja resistência à oxidação é boa até cerca de 870°C. Como a resistência mecânica a alta temperatura cai, introduz-se cromo e vanádio que reduzem a velocidade de fluência e aumentam os valores de tensão-ruptura. O molibdênio confere igualmente boas propriedades mecânicas a altas temperaturas, com pequeno decréscimo da ductilidade e da resistência ao choque à temperatura ambiente.
Tabela 190 – Propriedades de alguns ferros nodulares de alto silício
(Clique na Tabela para ampliá-la)
