Grafita esferoidal · ABNT NBR 6916
Ferro fundido nodular em Cambé
O ferro fundido nodular é o ferro fundido que deforma antes de romper. Tratado com magnésio, ele forma a grafita em esferas e alcança de 380 a 800 MPa de resistência à tração, conforme a classe, com alongamento de até 17%. A FundBrasil funde ferro nodular em Cambé, no Paraná, para os setores que atende e para peças sob encomenda, conforme o desenho do cliente.
Ferro fundido cinzentoRompe reto, com alongamento praticamente nulo. As lâminas de grafita deixam a trinca correr de uma vez.
Ferro fundido nodularAlonga de 2% a 17%, conforme a classe, e afina na região da ruptura antes de quebrar. Desenho ilustrativo, fora de escala.
Grafita esferoidal
Esferas no lugar de lâminas.
O nodular começa como um ferro fundido comum. Ainda líquido, ele passa por uma panela de nodularização, onde recebe uma liga de ferro, silício e magnésio. O magnésio reage com o enxofre do banho e, na solidificação, faz a grafita crescer em esferas em vez de lâminas. Para isso, a peça pronta precisa guardar um teor muito pequeno de magnésio, na faixa de 0,035% a 0,055%.
As esferas não cortam o metal como as lâminas do cinzento: concentram menos tensão e funcionam como pontos de parada para as trincas. Com isso, quem define as propriedades passa a ser a matriz em volta. Matriz ferrítica dá mais alongamento; matriz perlítica, mais resistência.
- Ferro basefundido no forno
- Nodularizaçãoliga FeSiMg na panela
- Inoculaçãoajuda a formar os nódulos
- Vazamentono molde de areia
ABNT NBR 6916
Classes FE: resistência e alongamento no mesmo nome.
Na designação FE da norma brasileira, os três primeiros algarismos são a resistência à tração mínima, em MPa, e os dois últimos, o alongamento mínimo, em porcentagem. O gráfico mostra o caminho de cada classe no ensaio de tração, da carga inicial até a ruptura, ao lado do ferro cinzento FC-250.
- Tração mínima
- 500 MPa
- Escoamento mínimo
- 350 MPa
- Alongamento mínimo
- 7%
- Dureza
- 170–240 HB
| Classe | Tração mínima (MPa) | Escoamento mínimo (MPa) | Alongamento mínimo (%) | Dureza (HB) |
|---|---|---|---|---|
| FE 38017 | 380 | 240 | 17 | 140–180 |
| FE 42012 | 420 | 280 | 12 | 150–200 |
| FE 50007 | 500 | 350 | 7 | 170–240 |
| FE 60003 | 600 | 400 | 3 | 210–280 |
| FE 70002 | 700 | 450 | 2 | 230–300 |
| FE 80002 | 800 | 550 | 2 | 240–312 |
A norma prevê também a classe FE 38017-RI, com os mesmos mínimos da FE 38017 e exigência de resistência ao impacto. As curvas são ilustrativas: ligam os mínimos de escoamento, tração e alongamento de cada classe. A aplicação de cada classe segue exemplos da ABNT NBR 8650, para peças automotivas.
Quando o nodular é a escolha
Entre o cinzento e o aço.
O nodular reúne a facilidade de fundir formas complexas, própria do ferro fundido, com resistência e ductilidade que se aproximam das do aço. Por isso vem ocupando o lugar de peças de ferro cinzento, ferro maleável, aço fundido, aço forjado e até de estruturas soldadas.
No lugar do cinzentoQuando a peça não pode ser frágil
- Choques e cargas que entram de repente: o nodular absorve o impacto que trincaria o cinzento.
- Mais resistência na mesma forma: as classes FE começam em 380 MPa, acima do FC-350, a classe mais alta da tabela do cinzento.
- Segurança na sobrecarga: a peça entorta antes de quebrar, em vez de romper sem aviso.
No lugar do açoQuando a forma é complexa
- Forma pronta no molde: nervuras, furos e paredes variadas saem da fundição, sem soldar nem forjar.
- Cerca de 10% mais leve: o nodular tem densidade perto de 7,1 g/cm³, contra cerca de 7,85 g/cm³ do aço.
- Usinagem com menos desgaste: a grafita lubrifica a ferramenta de corte.
Aplicações típicas do ferro fundido nodular
- Engrenagens e pinhões
- Virabrequins
- Corpos de válvulas e de bombas
- Flanges e conexões sob pressão
- Suportes e peças estruturais
- Mecanismos de direção
- Tampões para vias com tráfego
Perguntas frequentes
Dúvidas sobre ferro fundido nodular.
Respostas sobre o material e as classes de norma. Para a sua peça, mande o desenho ou fotos com as medidas, e diga onde ela trabalha.
Perguntar à FundBrasilFerro nodular, ferro dúctil e ferro com grafita esferoidal são a mesma coisa?
Sim. São três nomes para o mesmo material: ferro fundido em que a grafita aparece em forma de esferas. Nas normas europeias, a sigla é EN-GJS; nas antigas normas alemãs, GGG. No Brasil, as classes seguem a ABNT NBR 6916, com a sigla FE.
O que significam os números da classe, como FE 50007?
Os três primeiros algarismos são o limite de resistência à tração mínimo, em MPa, e os dois últimos, o alongamento mínimo, em porcentagem. FE 50007 quer dizer pelo menos 500 MPa de resistência e 7% de alongamento.
O que é a classe FE 38017-RI?
É a FE 38017 com um requisito a mais: resistência ao impacto, indicada pelas letras RI. Tem os mesmos mínimos de tração, escoamento e alongamento e é usada quando a peça precisa absorver choques também em ensaio de impacto.
O ferro nodular amortece vibração como o cinzento?
Não. Sem a rede de lâminas de grafita, o nodular amortece menos vibração que o cinzento. Para bases e barramentos de máquinas, em que a vibração é o problema principal, o cinzento costuma ser a escolha.
O ferro fundido nodular usina bem?
Sim. A usinabilidade é comparável à do cinzento, porque a grafita também lubrifica a ferramenta. As classes perlíticas, mais duras, exigem um pouco mais da ferramenta que as ferríticas.
O ferro nodular pode receber tratamento térmico?
Sim. O recozimento deixa a matriz ferrítica e aumenta o alongamento; a normalização aumenta a resistência; a têmpera e o revenimento elevam a dureza; e a austêmpera dá origem ao ferro nodular austemperado, de resistência ainda maior.
Se o projeto pede tratamento térmico, indique no desenho.
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