Diferencie aços de ferros fundidos tendo por base a sua constituição (composição química);

Passo 1

O enunciado pede para diferenciarmos aços de ferros fundidos com base na composição química. O conteúdo envolvido é o diagrama de fases ferro–carbono e os limites de concentração de carbono e elementos de liga que definem cada material.

Passo 2

No sistema ferro–carbono, o limiar que separa aço de ferro fundido é o teor de carbono:
\text{para aços: }0{,}02\%\le C\le2{,}11\%,ç
\text{para ferros fundidos: }2{,}11\%<C\le6{,}67\%.
Esse valor 2{,}11\% corresponde à composição eutetoide de \gamma (austenita).

Passo 3

Constituição química típica dos aços:
  • Carbono C em até 2{,}11\%, controlando dureza e resistência.
  • Silício Si em 0{,}1 a 0{,}4\% como desoxidante.
  • Manganês Mn em 0{,}3 a 1{,}2\% para melhorar resistência e usinabilidade.
  • Fósforo P e Enxofre S em traços (até 0{,}05\%).
Na microestrutura, o carbono forma:
  • Ferrita \alpha quase pura, até 0{,}02\% de C.
  • Perlita, mistura lamelar de ferrita e cementita Fe_3C.

Passo 4

Constituição química típica dos ferros fundidos:
  • Carbono acima de 2{,}11\% até 6{,}67\%.
  • Silício em 1{,}5 a 4\%, que favorece a formação de grafita.
  • Manganês em 0{,}2 a 1\%.
  • Fósforo até 0{,}15\% e enxofre até 0{,}1\%.
Na microestrutura, o excesso de carbono pode aparecer como:
  • Grafita (ferro fundido cinzento ou nodular).
  • Cementita não reduzida (ferro fundido branco).

Passo 5

Implicações das diferenças químicas:
  • Aços (menor C) têm maior ductilidade e soldabilidade; estruturas dominadas por ferrita e perlita.
  • Ferros fundidos (maior C e Si) têm maior fluidez no molde e resistência à compressão; grafita ou cementita definem propriedades de usinagem e tenacidade.

Resposta

Aços
  • Teor de carbono até 2{,}11\%.
  • Fases principais: ferrita e perlita (e eventualmente martensita).
  • Silício e manganês em teores moderados; fósforo e enxofre em traços.
  • Boa ductilidade, soldabilidade e variedade de tratamentos térmicos.
Ferros fundidos
  • Teor de carbono entre 2{,}11\% e 6{,}67\%.
  • Silício alto (1,5–4 %) que promove grafita; tipos: cinzento, nodular, branco.
  • Grafita ou cementita dominam a microestrutura, conferindo maior rigidez e fluidez no fundido.
  • Menor ductilidade, mas boa usinabilidade (no cinzento) e resistência à compressão.

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