Compare os ferros fundidos cinzento e maleável em relação a Características mecânicas

Passo 1

Beleza, o enunciado pede pra gente comparar o ferro fundido cinzento com o maleável em termos de características mecânicas. Isso cai no conteúdo de Ciência e Engenharia dos Materiais – mais especificamente na parte de propriedades mecânicas de ligas de ferro-carbono. Pra resolver a gente vai precisar:
  1. Entender a microestrutura de cada um (tipo de grafita e matriz metálica).
  2. Lembrar o que cada propriedade mecânica significa (tensão de escoamento, resistência à tração, ductilidade, dureza, tenacidade etc.).
  3. Associar microestrutura → propriedades mecânicas.

Passo 2

Teoria básica:
  • Tensões mecânicas são forças por área, tipo a resistência à tração: sigmatração = FAçã
    onde F é a força de tração e A a área da seção.
    - Ductilidade é a capacidade de se deformar antes de quebrar, medida pela elongação ou estricção.
    - Tenacidade é a energia absorvida até a fratura, tem a ver com resistência ao impacto.
    - Dureza mede resistência à penetração, está ligada à resistência ao desgaste.

Passo 3

Ferro fundido cinzento
  • Microestrutura: grafita em lâminas (flocos) distribuídas numa matriz que pode ser perlítica (mais dura) ou ferrítica (mais macia).
  • Efeito da grafita em flocos: concentra tensões na ponta dos flocos → menor resistência à tração e menor tenacidade.
  • Propriedades típicas:
    • Resistência à tração: 200–400 MPa (baixa).
    • Dureza: 150–250 HB (moderada).
    • Ductilidade quase nula (fica bem quebradiço em tensão).
    • Excelente capacidade de amortecimento de vibrações.
    • Boa usinabilidade por causa da grafita.

Passo 4

Ferro fundido maleável
  • Produção: parte-se de um cinzento rico em carbono, então faz-se um tratamento térmico que transforma a grafita de flocos em “grafita nodular” ou em aglomerados arredondados.
  • Microestrutura: grafita em aglomerados (menos pontiaguda), dentro de uma matriz ferrítica ou perlítica.
  • Efeito: pontos de concentração de tensão muito menores → aumenta resistência e ductilidade.
  • Propriedades típicas:
    • Resistência à tração: 350–500 MPa (bem maior que o cinzento).
    • Dureza: 150–200 HB (sem muita mudança, depende da matriz).
    • Ductilidade boa, alongamento de 5–15%.
    • Maior tenacidade, aguenta mais choque sem trincar.
    • Usinabilidade razoável, mas não tão boa quanto o cinzento.

Passo 5

Comparando de forma prática:
  • Resistência à tração: maleável > cinzento.
  • Ductilidade (elongação): maleável >> cinzento.
  • Tenacidade (absorção de energia): maleável >> cinzento.
  • Dureza: parecida, depende da matriz, mas cinzento às vezes é ligeiramente mais duro se for todo perlítico.
  • Amortecimento de vibrações: cinzento > maleável.
  • Usinabilidade: cinzento > maleável.

Resposta

O ferro fundido maleável apresenta maior resistência à tração, ductilidade e tenacidade devido à grafita aglomerada; já o cinzento, com grafita em lâminas, é mais quebradiço, tem menor resistência à tração, mas oferece melhor amortecimento e usinabilidade.

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