Silíciodesempenha um papel crucial no ferro fundido, principalmente por promover a grafitização para melhorar as propriedades mecânicas. Sua função varia entre os dois principais tipos de ferro fundido: ferro fundido dúctil e ferro fundido cinzento. Veja comosilício metálicoé usado nestas aplicações:
2.1 Ferro fundido dúctil
No ferro fundido dúctil, o silício metálico não atua apenas como agente desoxidante, mas também como elemento grafitante. Promove a transformação do carbono da forma carburita (Fe₃C) em grafite esferoidal, o que melhora as propriedades mecânicas do ferro fundido, como tenacidade e ductilidade. A grafite esferoidal é distribuída no ferro fundido na forma de formas esféricas finas, o que confere ao ferro fundido não apenas alta resistência e dureza, mas também mantém um certo grau de ductilidade. O ferro fundido de grafite esferoidal típico tem um teor de silício entre 2,2% e 2,8%
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Promove a formação de grafite esferoidal: Silício metálicoajuda o carbono a precipitar como grafite esferoidal em vez de carburito, e esta estrutura esferoidal reduz efetivamente as concentrações de tensão e melhora a resistência ao impacto do ferro fundido.
Melhorar a tenacidade e a ductilidade: A adição de silício metálico faz com que o ferro dúctil tenha melhor tenacidade e ductilidade, mantendo alta resistência, o que é adequado para peças mecânicas com requisitos de alta resistência.
2.2 Ferro fundido cinzento
O principal papel desilício metálicono ferro fundido cinzento é promover a grafitização, de modo que o carbono seja precipitado na forma de grafite em flocos, o que melhora as propriedades mecânicas do ferro fundido. A grafite em flocos é distribuída na matriz, formando um ferro fundido cinzento com boa lubrificação e propriedades de amortecimento de vibrações. O ferro fundido cinzento é normalmente utilizado na fabricação de blocos de motores, válvulas e bombas e outras peças mecânicas. O teor de silício metálico do ferro fundido cinzento geralmente varia de 1,5% a 3,5%.
Promove a precipitação de grafite em flocos: Silício metálicoestimula a precipitação de carbono na forma de grafite em flocos, o que confere ao ferro fundido boa lubricidade, importante para reduzir o desgaste e prolongar a vida útil das peças.
Amortecimento de vibração melhorado:A estrutura de grafite em flocos confere ao ferro fundido cinzento boas propriedades de amortecimento de vibração, tornando-o adequado para uso em peças que precisam absorver vibração e choque.
Resumo
Silício metálicoé um elemento-chave no ferro fundido e melhora as propriedades do ferro fundido dúctil e cinzento, promovendo a grafitização. O teor de silício metálico no ferro fundido dúctil faz com que o carbono precipite como grafite esferoidal, o que melhora a resistência, tenacidade e ductilidade do ferro fundido, enquanto o teor de silício no ferro fundido cinzento estimula a precipitação do carbono como grafite em flocos, o que aumenta a lubricidade e propriedades de amortecimento de vibrações do ferro fundido. Essas funções tornam o silício indispensável na fabricação de ferro fundido, amplamente utilizado na produção de diversas peças mecânicas.
