Os Materiais de Construção Mecânica

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Curso Superior Engenharia Mecânica Disc.: Materiais de Construção Mecânica Prof.: Mauricio Rodrigues Policena Aluno: Weslley A. Hennig Data: 21/12/2020

Ferro Fundido e Aços

O ferro teve seus primeiros registros na idade do bronze, mas para criar o ferro fundido levou mais alguns anos, com técnicas de imersão de carbono nas estruturas, no final da Idade dos Metais. Essas técnicas fazem, até hoje, com que a dureza aumente, para o processo utiliza-se fornos que necessitam alcançar elevadas temperaturas. O ferro fundido é obtido a partir do ferro-gusa. O ferro-gusa é uma liga de ferro e carbono, contendo de 3,5 a 4,5% de carbono e outros elementos (silício, manganês, fósforo, enxofre). A produção do ferro-gusa é a partir do minério de ferro, esse minério de ferro é tratado de forma correta para a entrada no alto-forno (tamanho, forma de compactação, concentração do minério de ferro e etc.).

Após a entrada no alto-forno, o minério de ferro é elevado a grandes temperaturas e elevada quantidade de ar dando início a queima, e consequentemente a inicialização das reações químicas que acarretarão na redução do minério e sua transformação em ferro gusa.        Os combustíveis necessários para alimentação do alto-forno são muito importantes na fabricação do ferro-gusa, pois precisam ter um alto poder calorífico e não deve contaminar o ferro-gusa (normalmente utiliza-se o carvão vegetal e o carvão mineral).

Com base em registro da Abifa (associação brasileira de fundição) teve um aumento na produção de ferro correlacionando o período de janeiro á julho (2019/2018) em 2,7%, no primeiro semestre de 2018 foram produzidas 1.070.175 toneladas e em 2019 foi produzido 1.099.390 toneladas, deste total cerca de 82,3% foi destinado ao mercado interno e 220.643 toneladas de fundidos foram exportadas.

O Brasil é o segundo maior produtor de minério de ferro do mundo, sendo que a china produz cerda de 21% e o Brasil 19%. As maiores jazidas brasileira localizam-se em Minas Gerais (61,2%), Mato Grosso do Sul (28,1%) e no Pará (10,4%). Considerada a maior reserva de minério do mundo, com 78 bilhões de Toneladas a CEI-Comunidade dos Estados Independentes, após temos a Austrália com 28 bilhões de toneladas, depois Canadá, EUA, Brasil com 17 bilhões de toneladas.

Seu teor de carbono se comparado ao aço é muito maior conferindo um valor de dureza mais elevado ao material. Existem 4 tipos de ferros fundidos: Cinzento, Branco, Maleável e Nodular. O primeiro é aplicado na área automobilística, agrícola e máquinas de grande porte. O Ferro fundido branco geralmente é aplicado em pastilhas e discos de alto grau de dureza. O Maleável se separa em núcleo preto e branco, o primeiro usado em suporte de molas, caixas de direção, Conexões hidráulica, o outro em barras de torção, tubos de escapamento. O Ferro fundido Nodular utiliza-se em Cubos de rodas, virabrequins e peças de transmissão, basicamente.

Em vez de carvão vegetal, os altos fornos passaram a trabalhar com carvão mineral processado denominado coque metalúrgico. A Primeira Revolução Industrial (1760 a 1840) aumentou muito a demanda por ferro trabalhado, que era o único material disponível com combinação de resistência mecânica e maleabilidade suficientes para fabricação de máquinas e equipamentos.

Para obtenção do aço com boas propriedades foram desenvolvidos processos de fabricação, nos quais o ferro-gusa líquido (ferro fundido de alto carbono obtido por gotejamento no alto forno) passa por operações de refino metalúrgico (oxidação) para diminuição do teor de carbono e de impurezas prejudiciais como o silício, o manganês o fósforo e o enxofre. O aço liga é um produto bastante utilizado na construção civil e na indústria. É um material composto por ligas de ferro e carbono e é utilizado na fabricação dos mais diferentes produtos, dentre eles eletrodomésticos, veículos, materiais de construção, entre outros. A produção brasileira de aço bruto foi de 22,3 milhões de toneladas nos primeiros nove meses de 2020, o que representa uma queda de 9,7% frente ao mesmo período do ano anterior. Os dados foram divulgados ontem pelo Instituto Aço Brasil (Aço Brasil).