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Características de porosidade no ferro fundido

Atualizado em 17 abril, 2017

A porosidade em fundição, incluindo os ferros fundidos, é uma das queixas mais comuns. Os clientes geralmente se preocupam com a confiabilidade e a segurança quando os produtos fundidos têm porosidade. Engenheiros que trabalham com materiais de fundição devem entender a origem da porosidade para preveni-la. Ela pode ser evitada em peças de máquinas, fabricações e componentes forjados com o uso de lingote fundido como matéria-prima, além de inspeção e processamento mecânico. O lingote é um material fundido em um formato destinado especificamente a processamento posterior.

Os poros afetam a estabilidade do ferro fundido (Photos.com/Photos.com/Getty Images)

Captura de ar

Durante os testes e a produção, os trabalhadores despejam o metal derretido em um molde. Durante esse processo, eles nem sempre removem todo o ar do metal derretido. Isto acontece com mais frequência durante o processo de fundição. Bolhas de ar são capturadas na casca, formando ligas durante o enchimento. O ar capturado se expande com o calor e depois se contrai quando o metal esfria, levando à formação de poros causados pelos furos de escape desse ar. Quando os gases se dissolvem no metal líquido e se tornam menos solúveis durante a solidificação, podem se formar pontinhos. Isto decorre de pequenas bolhas que se formam a partir do gás menos solúvel. Essas bolhas são semelhantes às encontradas em refrigerantes.

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Óxidos

Uma parte da porosidade em peças fundidas provém dos óxidos. Na maioria das vezes, a porosidade de superfície nessas peças decorre da formação de óxidos. As inclusões de reoxidação podem causar a maior parte da porosidade em materiais fundidos. Quando a limpeza com o uso de tecnologia de blasting (explosão) remove o material de inclusão, a porosidade associada a esse material permanece na peça fundida. Esse processo pode deixar para trás áreas gasosas na fundição de aço.

Encolhimento

Durante a solidificação, pode ocorrer o encolhimento de tubos. Isto acontece quando o metal líquido na superfície da peça fundida sofre uma depressão pela exposição à atmosfera, causando contração na parte interna do metal. Em seguida, a pressão atmosférica empurra o metal para baixo ou para dentro. Pode-se ver a depressão na superfície da peça fundida. A porosidade por encolhimento também pode ocorrer quando uma substância sólida circunda um líquido e o material sólido é forte o suficiente para resistir à depressão desse líquido em contração. Isto leva à formação de poros que normalmente têm mais de 3 mm. Os poros encontram-se principalmente na parte interna das peças fundidas.

Caroços e dendritos

À medida que o material fundido se solidifica, pode ocorrer micro encolhimento devido aos dendritos solidificados, que são cristais em formato de árvores. A velocidade do resfriamento, a pressão e as taxas de congelamento das ligas afetam o encolhimento e a formação dos dendritos. Quando o ferro nodular é fundido, formam-se caroços de grafite, levando à total expansão do volume. Apesar disto, ainda ocorre microporosidade. As peças fundidas porosas absorvem água como esponjas quando ocorre a queda da pressão.

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Referências

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