Responda as seguintes questões:
Explique por que a condutividade térmica do ferro fundido dúctil é menor do que a do ferro fundido cinzento.

Passo 1

O enunciado pede para compararmos a condutividade térmica de dois tipos de ferro fundido — o cinzento e o dúctil — e explicar por que o ferro fundido dúctil apresenta valor menor. O conteúdo envolve condução de calor em sólidos metálicos e o efeito da morfologia do grafite na microestrutura.

Passo 2

No ferro fundido cinzento, o grafite está na forma de flocos finos e interligados. Já no ferro fundido dúctil, o grafite forma nódulos ou esferas dispersas na matriz de ferro-cementita. Em ambos os casos, a fase metálica (ferro + perlita ou ferrita) conduz calor razoavelmente bem, porém o grafite, apesar de ter alta condutividade gráfica, atua de modo diferente conforme sua geometria.

Passo 3

A condução de calor em ligas metálicas ocorre via elétrons livres e fônons. O grafite em flocos cria “pontes” paralelas à direção do fluxo de calor, facilitando caminhos preferenciais com menos dispersão de fônons nas interfaces. Em contraste, no ferro fundido dúctil os nódulos de grafite interrompem esses caminhos contínuos, gerando mais interfaces e zonas onde os fônons e elétrons se dispersam, aumentando a resistência térmica.

Passo 4

Como resultado, mesmo que o teor total de carbono ligado (na forma de grafite) seja semelhante, a geometria nodular no ferro fundido dúctil impede a formação de trajetórias de calor tão diretas quanto os flocos de grafite do ferro fundido cinzento. Isso reduz a condutividade térmica global do material.

Resposta

A condutividade térmica do ferro fundido dúctil é menor do que a do ferro fundido cinzento porque a forma nodular do grafite quebra e dispersa os caminhos de condução de calor, aumentando o número de interfaces e a dispersão de fônons e elétrons, ao passo que os flocos contínuos de grafite no ferro fundido cinzento oferecem trajetos térmicos mais diretos e eficientes.

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