O ferro fundido é uma liga de ferro-carbono com teor de carbono superior a 2,11%. É obtido por fusão e fundição em alta temperatura de ferro-gusa industrial, sucata de aço e outros materiais de aço e ligas. Com exceção do Fe, o ferro fundido com carbono na forma de grafite em forma de esferas é denominado ferro dúctil.
O ferro dúctil é um material de ferro fundido de alta resistência desenvolvido entre o final da década de 1940 e a década de 1950. Possui excelente desempenho abrangente. As características específicas de desempenho podem ser explicadas a partir dos seguintes aspectos:
1.1. Alta resistência.A resistência à tração do ferro dúctil excede em muito a do ferro fundido cinzento e é equivalente à do aço.
1.2. Alta resistência ao rendimento.O limite de escoamento do ferro dúctil é tão baixo quanto 40K, enquanto o limite de escoamento do aço é de apenas 36K, o que mostra o excelente desempenho do ferro dúctil sob tensão.
1.3. Boa plasticidade e tenacidade.Através do tratamento de esferoidização e inoculação, o grafite dentro do ferro dúctil é esférico, o que melhora efetivamente a plasticidade e a tenacidade e evita a tendência a rachar.
2.1) Boa moldabilidade.O ferro dúctil tem boas propriedades de fundição e pode fundir peças com formas complexas e dimensões precisas.
2.2) Excelente absorção de choque.Devido à presença de grafite, quando o ferro dúctil é vibrado, as esferas de grafite podem absorver parte da energia da vibração, reduzindo assim a amplitude da vibração.
2.3) Resistência ao desgaste.Certos elementos de liga podem ser adicionados ao ferro dúctil para obter ferro dúctil resistente ao desgaste, que pode funcionar sob condições de desgaste abrasivo.
2.4) Resistência ao calor.Ao adicionar elementos específicos como (silício, alumínio, níquel, etc.), um filme denso de óxido ou elementos antioxidantes pode ser formado na superfície da peça fundida para impedir oxidação adicional, aumentar a temperatura crítica do ferro dúctil e torná-lo adequado para ambientes de trabalho de alta temperatura.
2.5) Resistência à corrosão.Adicionar elementos de liga como silício, cromo, alumínio, molibdênio, cobre e níquel ao ferro dúctil pode formar uma película protetora na superfície da peça fundida, o que pode melhorar a resistência à corrosão do ferro dúctil e torná-lo adequado para ambientes corrosivos, como produtos químicos peças.
3.1. Baixo custo.Comparado ao aço, o ferro dúctil é mais barato, o que pode reduzir significativamente os custos de fundição.
3.2. Economize materiais.Para peças que suportam cargas estáticas, o ferro dúctil economiza mais materiais do que o aço fundido e é mais leve, o que ajuda a reduzir custos de material, transporte e instalação.
Classes de ferro dúctil chinês e propriedades mecânicas [GB/T 1348--1988] |
|||||
Marca |
resistência à tracção |
Força de rendimento |
Alongamento |
dureza |
Estrutura matricial (fração de volume) |
QT900-2 |
900 |
600 |
2 |
280-360 |
Bainita ou martensita temperada (bainita inferior ou martensita temperada, troostita temperada) |
QT800-2 |
800 |
480 |
2 |
245-335 |
Perlita (perlita ou troostita temperada) |
QT700-2 |
700 |
420 |
2 |
225-305 |
Perlita (perlita ou troostita temperada) |
QT700-2 |
700 |
420 |
2 |
225-305 |
Perlita (perlita ou troostita temperada) |
QT600-3 |
600 |
370 |
3 |
190-270 |
Perlita + ferrita (P: 80%-30%) |
QT500-7 |
500 |
320 |
7 |
170-230 |
Perlita + ferrita (F: 80%-50%) |
QT450-10 |
450 |
310 |
10 |
160-210 |
Ferrita (≥80% ferrita) |
QT400-15 |
400 |
250 |
15 |
130-180 |
Ferrita (100% ferrita) |
QT400-18 |
400 |
250 |
18 |
130-180 |
Ferrita (100% ferrita) |
Composição química do ferro dúctil (para referência) |
||||||||||
Marca e tipo |
Composição química (fração de massa%) |
|||||||||
C |
E |
Mn |
P |
S |
mg |
RÉ |
Cu |
Mo |
||
QT900-2 |
Antes da gravidez |
3,5-3,7 |
|
≤0,50 |
≤0,08 |
≤0,025 |
|
|
|
|
Depois da gravidez |
|
2,7-3,0 |
|
|
|
0,03-0,05 |
0,025-0,045 |
0,5-0,7 |
0,15-0,25 |
|
QT800-2 |
Antes da gravidez |
3,7-4,0 |
|
≤0,50 |
0.07 |
≤0,03 |
|
|
|
|
Depois da gravidez |
|
2.5 |
|
|
|
|
|
0.82 |
0.39 |
|
QT700-2 |
Antes da gravidez |
3,7-4,0 |
|
0,5-0,8 |
≤0,08 |
≤0,02 |
|
|
|
|
Depois da gravidez |
|
2,3-2,6 |
|
|
|
0,035-0,065 |
0,035-0,065 |
0,40-0,80 |
0,15-0,40 |
|
QT600-3 |
Antes da gravidez |
3,6-3,8 |
|
0,5-0,7 |
≤0,08 |
≤0,025 |
|
|
|
|
Depois da gravidez |
|
2,0-2,4 |
|
|
|
0,035-0,05 |
0,025-0,045 |
0,50-0,75 |
|
|
QT500-7 |
Antes da gravidez |
3,6-3,8 |
|
≤0,60 |
≤0,08 |
≤0,025 |
|
|
|
|
Depois da gravidez |
|
2,5-2,9 |
|
|
|
0,03-0,05 |
0,03-0,05 |
|
|
|
QT450-10 |
Antes da gravidez |
3,4-3,9 |
|
≤0,50 |
≤0,07 |
≤0,03 |
|
|
|
|
Depois da gravidez |
|
2,2-2,8 |
|
|
|
0,03-0,06 |
0,02-0,04 |
|
|
|
QT400-15 |
Antes da gravidez |
3,5-3,9 |
|
≤0,50 |
≤0,07 |
≤0,02 |
|
|
|
|
Depois da gravidez |
|
2,5-2,9 |
|
|
|
0,04-0,06 |
0,03-0,05 |
|
|
|
QT400-18 |
Antes da gravidez |
3,6-3,9 |
|
≤0,50 |
≤0,08 |
≤0,025 |
|
|
|
|
Depois da gravidez |
3,6-3,9 |
2,2-2,8 |
|
|
|
0,04-0,06 |
0,03-0,05 |
|
|
Número de série |
País |
Chapa de Ferro |
||||||
1 |
China |
QT400-18 |
QT450-10 |
QT500-7 |
QT600-3 |
QT700-2 |
QT800-2 |
QT900-2 |
2 |
Japão |
FCD400 |
FCD450 |
FCD500 |
FCD600 |
FCD700 |
FCD800 |
|
3 |
Estados Unidos |
60-40-18 |
65-45-12 |
70-50-05 |
80-60-03 |
100-70-03 |
120-90-02 |
|
4 |
Antiga União Soviética |
B440 |
POR45 |
BI50 |
B460 |
B470 |
BII80 |
B4100 |
5 |
Alemanha |
GGG40 |
|
GGG50 |
GGG60 |
GGG70 |
GGG80 |
|
6 |
Itália |
GS370-17 |
GS400-12 |
GS500-7 |
GS600-2 |
GS700-2 |
GS800-2 |
|
7 |
França |
FGS370-17 |
FGS400-12 |
FGS500-7 |
FGS600-2 |
FGS700-2 |
FGS800-2 |
|
8 |
Reino Unido |
400/17 |
420/12 |
500/7 |
600/7 |
700/2 |
800/2 |
900/2 |
9 |
Polônia |
ZS3817 |
ZS4012 |
ZS 4505 |
ZS6002 |
ZS7002 |
ZS8002 |
ZS9002 |
10 |
Índia |
SG370/17 |
SG400/12 |
SG500/7 |
SG600/3 |
SG700/2 |
SG800/2 |
|
11 |
Romênia |
|
|
|
|
FGN70-3 |
|
|
12 |
Espanha |
FGE38-17 |
FGE42-12 |
FGE50-7 |
FGE60-2 |
FGE70-2 |
FGE80-2 |
|
13 |
Bélgica |
FNG38-17 |
FNG42-12 |
FNG50-7 |
FNG60-2 |
FNG70-2 |
FNG80-2 |
|
14 |
Austrália |
300-17 |
400-12 |
500-7 |
600-3 |
700-2 |
800-2 |
|
15 |
Suécia |
0717-02 |
|
0727-02 |
0732-03 |
0737-01 |
0864-03 |
|
16 |
Hungria |
GǒV38 |
GǒV40 |
GǒV50 |
GǒV60 |
GǒV70 |
|
|
17 |
Bulgária |
380-17 |
400-12 |
450-5 |
600-2 |
700-2 |
800-2 |
900-2 |
18 |
Padrão Internacional (ISO) |
400-18 |
450-10 |
500-7 |
600-3 |
700-2 |
800-2 |
900-2 |
19 |
Padrão Pan-Americano (COPANT) |
|
FMNP45007 |
FMNP55005 |
FMNP65003 |
FMNP70002 |
|
|
20 |
Finlândia |
GRP400 |
|
GRP500 |
GRP600 |
GRP700 |
GRP800 |
|
21 |
Holanda |
GN38 |
GN42 |
GN50 |
GN60 |
GN70 |
|
|
22 |
Luxemburgo |
FNG38-17 |
FNG42-12 |
FNG50-7 |
FNG60-2 |
FNG70-2 |
FNG80-2 |
|
Quando o ferro dúctil foi usado pela primeira vez como tubos, os tubos e acessórios de ferro eram produzidos principalmente pelos principais países industrializados. Há muito que se comprovou que os tubos de ferro dúctil são superiores aos tubos de ferro fundido cinzento para o transporte de água e outros líquidos. A principal razão para esta mudança é que a resistência e a tenacidade do ferro dúctil ferrítico tornam os tubos feitos deste material capazes de suportar altas pressões operacionais e podem ser facilmente carregados e descarregados durante o assentamento.
Em termos de tonelagem produzida, a indústria automotiva é a segunda maior usuária de peças fundidas de ferro dúctil. O ferro dúctil é utilizado em três locais principais nos automóveis: (1) Fonte de energia - componentes do motor; (2) Transmissão de potência – trens de engrenagens, engrenagens e buchas; (3) Suspensão, freios e dispositivos de direção do veículo.
Os métodos agrícolas econômicos modernos exigem máquinas agrícolas que possam ter uma vida útil longa e confiável quando necessário.
As peças fundidas de ferro dúctil amplamente utilizadas na indústria agrícola incluem várias peças de tratores, arados, suportes, braçadeiras e polias. Um componente típico é a carcaça do eixo traseiro de um veículo agrícola, originalmente feita de aço fundido. As indústrias de pavimentação e construção de estradas exigem uma quantidade considerável de vários tipos de equipamentos, incluindo escavadeiras, máquinas de acionamento, guindastes e compressores, e peças fundidas de ferro dúctil são usadas nessas áreas.
A indústria de máquinas-ferramenta de ferro dúctil aproveita as propriedades de engenharia do ferro dúctil, o que permite o projeto de componentes complexos de máquinas-ferramenta e peças fundidas de máquinas pesadas pesando mais de 10 toneladas. As aplicações incluem moldes de injeção, cilindros e pistões de máquinas de forjamento. A alta resistência à tração e ao escoamento do ferro dúctil e sua boa usinabilidade permitem a produção de peças fundidas mais leves, mantendo sua rigidez. Da mesma forma, a resistência e a tenacidade do ferro dúctil tornam-no um material ideal para diversas ferramentas manuais, como chaves inglesas, pinças e medidores.
Os fabricantes de válvulas são os principais usuários de ferro dúctil (incluindo ferro dúctil austenítico) e suas aplicações incluem o transporte bem-sucedido de vários ácidos, sais e líquidos alcalinos.