Aço x Ferro Fundido: Diferença e Comparação

O aço e o ferro fundido diferem em composição e propriedades. O aço, principalmente uma liga de ferro e carbono, é mais forte, mais dúctil e tem maior resistência à tração em comparação ao ferro fundido. O ferro fundido, conhecido por seu alto teor de carbono, é quebradiço e mais sujeito a rachaduras, mas é excelente na retenção de calor e até mesmo no aquecimento, tornando-o adequado para aplicações culinárias.

Principais lições

1. O aço é uma liga feita de ferro e carbono, enquanto o ferro fundido é uma liga forte e frágil feita de ferro, carbono e silício.
2. O aço é mais maleável e dúctil do que o ferro fundido, que é mais rígido e quebradiço.
3. O aço é usado nas indústrias de construção, automotiva e de manufatura, enquanto o ferro fundido é usado para panelas, tubos e blocos de motores.

Aço x Ferro Fundido

A diferença entre aço e ferro fundido é o teor de carbono neles. O ferro é um elemento, enquanto o aço é apenas um subproduto do ferro. O ferro fundido contém mais de 2 por cento de carbono, enquanto o aço tem apenas 0.1-0.5 por cento. Você deve saber que quanto mais carbono tiver, mais maleável será o ferro.

A presença de carbono no ferro em mais de 4% torna o ferro fundido, enquanto o aço contém menos de 2% de carbono. Portanto, a principal distinção entre esses dois é a presença do carbono.

Tabela de comparação

Aço vs Ferro Fundido: Uma Tabela de Comparação

Característica	Aço	Ferro fundido
Composição material	Principalmente Ferro com quantidades variáveis ​​de carbono (menos de 2%) e outros elementos	Principalmente Ferro com maior teor de carbono (mais de 2%)
Processo de Fabricação	Moldado por laminação, forjamento ou extrusão enquanto fundido ou em estado sólido	O ferro fundido é derramado em um molde e solidificado
Peso	Peso mais leve	Peso mais pesado
Maleabilidade	Mais maleável (pode ser facilmente moldado)	Menos maleável (frágil)
Ductilidade	Mais dúctil (pode ser transformado em fios)	menos dúctil
Resistência à Tração	Maior resistência à tração (resiste à força de tração)	Menor resistência à tração
Força compressiva	Menor resistência à compressão (resiste à força de esmagamento)	Maior resistência à compressão
Resistência à Corrosão	Geralmente menos resistente à corrosão (a menos que seja tratado)	Mais resistente à corrosão
Usinabilidade	Mais fácil de usinar e trabalhar	Mais difícil de usinar e trabalhar
Custo	Geralmente menos caro	Geralmente menos caro para a matéria-prima, mas o custo do produto final pode ser maior devido às necessidades de usinagem
Aplicações	Construção, máquinas, ferramentas, veículos, eletrodomésticos	Blocos de motor, panelas, tubos, válvulas, pesos

O que é aço?

O aço é um material versátil e amplamente utilizado em diversas indústrias, conhecido por sua excepcional resistência, durabilidade e maleabilidade. É principalmente uma liga de ferro e carbono, com outros elementos adicionados em proporções variadas para melhorar as suas propriedades. As seções a seguir fornecem uma exploração detalhada do aço, abrangendo sua composição, tipos, propriedades e aplicações comuns.

Composição do Aço

A composição fundamental do aço inclui ferro e carbono, na faixa de 0.2% a 2.1% em peso. O teor de carbono influencia a dureza e a resistência do material. Além do ferro e do carbono, vários elementos de liga podem ser adicionados para adequar as características do aço. Elementos de liga comuns incluem manganês, cromo, níquel e molibdênio.

Tipos de aço

1. Aço carbono:
   • Contém principalmente ferro e carbono.
   • Classificado em aços de baixo, médio e alto carbono com base no teor de carbono.
   • Amplamente utilizado na construção, fabricação e infraestrutura.
2. Liga de aço:
   • Inclui elementos de liga adicionais para propriedades melhoradas.
   • Apresenta maior resistência, dureza e resistência à corrosão.
   • Comumente empregado em componentes e máquinas automotivas.
3. Aço inoxidável:
   • Contém ferro, cromo, níquel e outros elementos.
   • Conhecido por sua resistência à corrosão e resistência a altas temperaturas.
   • Amplamente utilizado em eletrodomésticos de cozinha, talheres e aplicações industriais.
4. Aço Ferramenta:
   • Projetado para fabricação de ferramentas devido à alta dureza e resistência ao desgaste.
   • Inclui tungstênio, molibdênio e vanádio.
   • Comumente usado para ferramentas de corte e moldes.

Propriedades do Aço

1. Força:
   • Alta resistência à tração, tornando-o adequado para aplicações estruturais.
   • Varia com base nos elementos de liga e no tratamento térmico.
2. Durabilidade:
   • Apresenta excelente durabilidade e pode suportar condições adversas.
   • Resistente à deformação e mantém a integridade estrutural.
3. Maleabilidade e Ductilidade:
   • Pode ser moldado e formado sem perder força.
   • Permite vários processos de fabricação, incluindo forjamento e laminação.
4. Condutividade:
   • Boa condutividade elétrica e térmica.
   • Utilizado em fiação elétrica e trocadores de calor.
5. Resistência à corrosão:
   • As variantes de aço inoxidável resistem à corrosão em diversos ambientes.
   • Ideal para aplicações onde a exposição à umidade ou substâncias corrosivas é predominante.

Aplicações de Aço

1. Construção:
   • Quadros estruturais para edifícios, pontes e infraestruturas.
   • Barras de reforço em concreto.
2. Transporte:
   • Componentes automotivos, incluindo chassis e peças de carroceria.
   • Construção naval pela sua durabilidade em ambientes marinhos.
3. Produção industrial:
   • Máquinas e equipamentos em diversas indústrias.
   • Ferramentas e implementos de corte.
4. Bens de consumo:
   • Eletrodomésticos e utensílios de cozinha.
   • Talheres e panelas.
5. Setor de Energia:
   • Oleodutos e gasodutos.
   • Turbinas eólicas e torres de transmissão de energia.

O que é Ferro Fundido?

O ferro fundido é um material amplamente utilizado, conhecido por sua excepcional resistência e durabilidade. É uma liga ferrosa, composta principalmente de ferro, carbono e silício, com pequenas quantidades de outros elementos. Este material tem sido empregado há séculos em diversas aplicações devido às suas propriedades notáveis.

Composição

Ferro (Fe)

O principal componente do ferro fundido é o ferro, constituindo uma porção significativa da liga. O teor de ferro contribui para a resistência e tenacidade geral do material.

Carbono (C)

O carbono é um elemento crucial no ferro fundido, presente em quantidades maiores em comparação com outros tipos de ferro e aço. O teor de carbono pode variar de 2% a 4%, influenciando na dureza e fragilidade do ferro fundido.

Silicone (Si)

O silício é outro elemento essencial encontrado no ferro fundido. Aumenta a fluidez durante o processo de fundição e contribui para a resistência da liga à corrosão.

Outros Elementos

Vestígios de outros elementos, como manganês, enxofre e fósforo, podem estar presentes, influenciando propriedades específicas como usinabilidade e características de fundição.

Tipos de ferro fundido

Ferro cinzento

O ferro cinzento é o tipo mais comum de ferro fundido. Seu nome é derivado da aparência cinza da superfície fraturada. O alto teor de carbono no ferro cinzento promove excelentes propriedades de fundição e boa usinabilidade.

Ferro Branco

O ferro branco tem um maior teor de carbono, resultando em uma superfície de fratura branca e cristalina. É extremamente duro e resistente ao desgaste, tornando-o adequado para aplicações que exigem alta resistência à abrasão, como na produção de esferas e revestimentos de moagem.

ferro fundido dúctil

Também conhecido como ferro fundido nodular ou esferoidal grafite ferro, o ferro dúctil contém pequenas quantidades de magnésio. Esta adição altera a estrutura do grafite, proporcionando maior ductilidade e tenacidade em comparação ao ferro cinzento.

Ferro maleável

O ferro maleável é criado através do tratamento térmico do ferro branco. Este processo confere ductilidade ao material, permitindo que ele seja dobrado e modelado sem quebrar. É usado em aplicações que exigem formas complexas e complexas.

Propriedades

Fortalecimento

O ferro fundido apresenta alta resistência à compressão, tornando-o adequado para aplicações onde o material sofre cargas ou pressões pesadas.

Dureza

Dependendo do tipo de ferro fundido, pode variar de relativamente macio em ferro cinzento a extremamente duro em ferro branco, proporcionando versatilidade para diferentes aplicações.

Resistência ao desgaste

A presença de carbono e outros elementos de liga aumenta a resistência ao desgaste do ferro fundido, tornando-o ideal para componentes sujeitos a fricção e abrasão.

Condutividade Térmica

O ferro fundido tem boa condutividade térmica, permitindo dissipar o calor de forma eficaz. Esta propriedade é vantajosa em aplicações onde o gerenciamento térmico é crucial.

Aplicações

O ferro fundido encontra aplicações em vários setores, incluindo automotivo, construção e manufatura. Os usos comuns incluem blocos de motores, tubos, utensílios de cozinha e elementos arquitetônicos.

Principais diferenças entre aço e ferro fundido

Aço:

1. composição:
   • Composto principalmente de ferro e carbono, com outros elementos de liga como manganês, cromo, níquel e muito mais.
2. Teor de carbono:
   • Geralmente possui menor teor de carbono em comparação ao ferro fundido, entre 0.2% a 2.1%.
3. Força:
   • Tende a ser mais forte e durável que o ferro fundido.
4. Ductilidade:
   • Mais dúctil e maleável, permitindo uma ampla gama de aplicações e modelagens.
5. Peso:
   • Normalmente mais leve que o ferro fundido, tornando-o mais adequado para aplicações onde o peso é uma preocupação.
6. Tratamento Térmico:
   • Pode ser tratado termicamente para aumentar a dureza e a resistência.
7. Resistência à corrosão:
   • Geralmente mais resistente à corrosão que o ferro fundido, especialmente quando ligado a elementos como o cromo.
8. Maquinabilidade:
   • Mais fácil de usinar devido à sua natureza mais suave.
9. Usos:
   • Amplamente utilizado na construção, automotiva, aeroespacial e em diversas outras indústrias.

Ferro fundido:

1. composição:
   • Composto principalmente por ferro, carbono e silício, com maior teor de carbono em comparação ao aço.
2. Teor de carbono:
   • Maior teor de carbono, entre 2.1% a 4%.
3. Força:
   • Frágil em comparação com o aço, mas ainda pode ser forte à compressão.
4. Ductilidade:
   • Menos dúctil e mais frágil, limitando suas aplicações.
5. Peso:
   • Geralmente mais pesado que o aço, tornando-o adequado para aplicações onde o peso não é uma preocupação principal.
6. Tratamento Térmico:
   • Tratabilidade térmica limitada; tende a ser mais desafiador para o tratamento térmico em comparação com o aço.
7. Resistência à corrosão:
   • Propenso à corrosão, especialmente quando não revestido ou tratado.
8. Maquinabilidade:
   • Mais difícil de usinar devido à sua dureza e fragilidade.
9. Usos:
   • Comumente usado em panelas, tubos, blocos de motores e componentes onde sua dureza e retenção de calor são benéficas.

Referências

1. https://books.google.com/books?hl=en&lr=lang_en&id=6ZgvRtOvMvUC&oi=fnd&pg=PA3&dq=steel+and+cast+iron&ots=10OOb9aYW-&sig=nl2qY9aodRyolCcQs4OSahpYxLs
2. https://meridian.allenpress.com/corrosion/article-abstract/14/6/43/157351

Última atualização: 02 de março de 2024