Quais são as diferenças entre os ferros fundidos branco e cinzento? (Microestrutura, modo de fabricação e propriedades).
Passo 1
Beleza! O exercício pede para a gente comparar ferros fundidos branco e cinzento nos três aspectos:
- Microestrutura
- Modo de fabricação
- Propriedades
Isso cai em Ciência dos Materiais (Metais) e a gente vai precisar entender:
- Como o carbono aparece em cada tipo (cementita versus grafita).
- O papel da taxa de resfriamento e da composição química.
- Como isso afeta dureza, tenacidade, usinabilidade, etc.
Passo 2
Microestrutura
- Ferro fundido branco: o carbono “não conseguiu” virar grafita, fica como cementita (Fe₃C), um composto duro e quebradiço. Então a matriz é rica em perlita+cementita, sem grafite livre.
- Ferro fundido cinzento: o carbono forma lâminas ou flocos de grafita ©, distribuídos na matriz ferrítica ou perlitica. Esses flocos se parecem com rachaduras microscópicas, mas na prática dão amortecimento de vibração.
Por que isso acontece?
- Se eu resfriar rápido ou tiver Si menor, o carbono atrasa a sua “saída” como grafita e vira cementita → branco.
- Resfriando mais devagar ou com Si maior, o carbono “escapa” da austenita como grafita → cinzento.
Passo 3
Modo de fabricação
- Branco:
• Liga com menor teor de silício (Si ~ 0,5 a 1,5 %) e às vezes com adição de Mn para segurar o C como Fe₃C.
• Resfriamento rápido (molde frio, seção fina ou banho de resfriamento). - Cinzento:
• Maior teor de silício (Si ~ 1,8 a 3,5 %) que favorece a formação de grafita.
• Resfriamento mais lento, moldes de areia grossa ou seções mais espessas para desacelerar a troca de calor.
Passo 4
Propriedades
- Dureza e resistência ao desgaste
• Branco: bem duro (por causa da cementita), mas muito quebradiço.
• Cinzento: menos duro, mais maleável. - Tenacidade e absorção de vibração
• Branco: frágil, pouca tenacidade.
• Cinzento: boa capacidade de amortecer vibrações (útil em bases de máquina). - Usinabilidade
• Branco: quase impossível de usinar, costuma guilhotinar ou retificar.
• Cinzento: fácil de usinar graças aos flocos de grafita que atuam como lubrificante.
Resposta
Ferro fundido branco e cinzento diferem porque o primeiro forma carboneto duro (Fe₃C) e é produzido com resfriamento rápido e menos Si, resultando em material frágil e de alta dureza; já o cinzento forma grafita lamelar, tem mais Si e resfria devagar, ficando mais tenaz, com boa usinabilidade e amortecimento de vibração.