FUCO Perfis de Fundição Contínua

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1 FUCO Perfis de Fundição Contínua Manual Técnico Perfis Fundidos

2 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 2 ÍNDICE INTRODUÇÃO Definição de Ferro Fundido Apresentação do FUCO Vantagens do FUCO Aplicações Típicas do FUCO FERROS FUNDIDOS CINZENTOS Descrição das Classes FC Ferro Fundido Cinzento Perlítico/Ferrítico FC Ferro Fundido Cinzento Perlítico GMI - Ferro Fundido Cinzento com Grafita Refinada FERROS FUNDIDOS NODULARES Descrição das Classes FE Ferro Fundido Nodular Ferrítico FE Ferro Fundido Nodular Ferrítico / Perlítico FE Ferro Fundido Nodular Perlítico / Ferrítico FE Ferro Fundido Nodular Perlítico DIMENSÕES PADRONIZADAS Perfis Redondos Perfis Retangulares Perfis Quadrados INFORMAÇÕES COMPLEMENTARES Outras Propriedades Materiais Correspondentes em Normas de Outras Entidades Fórmulas úteis / Fatores de Conversão... 34

3 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 3 INTRODUÇÃO DEFINIÇÃO DE FERRO FUNDIDO Ferros Fundidos Cinzentos e Nodulares são ligas de ferro-carbono-silícío, com teores de carbono geralmente acima de 2,0 %, em quantidade superior à que pode ser retida em solução sólida na austenita, de modo a resultar na formação de grafita, na forma de veios (lamelas) ou nódulos (esferas), apresentadas nas figuras 1a e 1b. A forma e a distribuição da grafita, bem como a estrutura da matriz, influenciam diretamente nas propriedades dos ferros fundidos, razão pela qual a escolha da classe de ferro fundido apropriada depende muito de sua aplicação. Combinações de diferentes formas de grafita com diferentes estruturas de matriz, resultam em uma grande variedade de classes, onde, certamente, uma delas atenderá aos requisitos necessários de desempenho, segurança e qualidade. A constante evolução da tecnologia de fundição dos ferros fundidos está contribuindo cada vez mais para o desenvolvimento de novas aplicações, possibilitando, assim, alternativas mais econômicas para se obter produtos com qualidade. Fig. 1a- Ferro Fundido Cinzento. Fig. 1b- Ferro Fundido Nodular

4 APRESENTACÃO DO FUCO Perfis de Fundição Contínua - FUCO 4 Originalmente desenvolvido na Europa logo após a segunda guerra mundial, o processo de fundição contínua em ferro fundido foi introduzido na América do Sul em 1975 pela Indústria de Fundição Tupy, visando obter um método mais econômico para produção de peças com qualidade similar ou superior às obtidas a partir de barras de aço ou fundição convencional (areia). 1 - Metal líquido 2 - Bica de enchimento 3 - Forno de alimentação 4 - Coquilha de grafite refrigerada 5 - Rolete de apoio 6 - Painel de comando 7 - Unidade de tracionamento 8 - Unidade de corte 9 - Unidade de quebra 10 - Barra cortada 11 - Entrada e saída de água 12 - Resfriador 13 - Barra fundida Fig. 2 - Processo de produção por fundição contínua.

5 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 5 A geometria do FUCO é delineada por uma coquilha de grafite refrigerada, proporcionando às barras uma elevada sanidade, associada a uma estrutura uniforme e refinada. Isto permite que sejam produzidas peças de elevada responsabilidade, sem o risco de falhas em serviço atribuídas a defeitos do material, atingindo-se ao final do processo, um menor custo de usinagem. O processo de fundição contínua permite que se obtenham os mais diferentes formatos geométricos, tais como seções redondas, quadradas, retangulares, ovais, e outras que mais se aproximem da geometria final da peca a ser confeccionada a partir de uma barra de FUCO (Fig. 3). Fig. 3 - Formatos especiais próximos à geometria final da peca.

6 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 6 VANTAGENS DO FUCO AUSÊNCIA DE POROSIDADES Porosidades são defeitos de fundição que ocorrem internamente à peça e são de forma geralmente arredondada com superfície interna lisa, podendo apresentar-se também com aspecto alongado e em diversos tamanhos. A formação de porosidades pode ter diversas causas, todas elas provenientes de fontes de gases. Podem ser citadas como prováveis causas de formação de porosidades: a) Gases provenientes de materiais de moldagem, macharia e tintas. b) Aprisionamento mecânico de gases b.1 - contidos nas cavidades do molde; b.2 - gerados pelos moldes e machos; b.3 - devido a turbulência durante o vazamento; b.4 - sistemas de canais inadequados. c) Gases dissolvidos no metal líquido Para a produção do FUCO, o molde utilizado é de grafite, que não libera gases quando submetido a altas temperaturas. Além disso, não existem as principais fontes de gases anteriormente citadas. Em perfis produzidos por fundição contínua, a presença de gases limita-se apenas aos contidos no metal líquido, o que reduz acentuadamente a tendência à formação de porosidades em relação a outros processos de fundição. AUSÊNCIA DE RECHUPES Os rechupes são cavidades ocasionadas pela contração do metal líquido durante a solidificação. O controle deste defeito é tanto mais difícil quanto mais complexa for a geometria da peça fundida, sendo que os rechupes situam-se sempre nas seções mais espessas, nos centros térmicos das peças. Na fundição de ferro fundido em areia existe ainda um agravante que é a expansão do molde, aumentando a necessidade de metal líquido para compensar a variação dimensional que a peça sofre. Por serem rígidos, os moldes de grafite não se deformam com os esforços que ocorrem durante a solidificação dos ferros fundidos, garantindo, assim, uma perfeita alimentação da peça e, como conseqüência, a ausência de rechupes. As barras produzidas por fundição contínua possuem geometrias definidas, podendo-se controlar o processo de solidificação para cada tipo de barra, de forma a se evitar que as cavidades decorrentes da solidificação ocorram. Desta forma, ao se usinar uma peca a partir do FUCO não se incorrerá em riscos de desagradáveis surpresas ao final da usinagem, como o aparecimento de rechupes.

7 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 7 MENOR DENSIDADE A diferença na densidade de aproximadamente 10 % menor do FUCO em relação aos aços, deve-se à presença de grafita na estrutura, dos ferros fundidos (densidade = 2,2 g / cm 3 ). ESTRUTURA MAIS REFINADA Densidade FUCO = 7,20 g / cm 3 Densidade AÇO = 7,86 g / cm 3 Também devido à utilização de moldes de grafite refrigerados para conferir a geometria desejada às barras, o FUCO possui estruturas mais refinadas em relação às peças de mesma espessura (módulo de resfriamento), produzidas em moldes de areia, conferindo ao material melhores propriedades mecânicas. Outro aspecto importante, decorrente do resfriamento mais rápido proporcionado pelo processo de fundição contínua, é a maior estanqueidade das pecas fabricadas a partir do FUCO, característica fundamental para a fabricação de componentes hidráulicos (Fig. 4). Fig. 4 - Componentes hidráulicos-manifolds, êmbolos, tampas, corpos de válvula, etc. MENOR SOBRE MATERIAL PARA USINAGEM Por possuir uma grande flexibilidade quanto a geometria dos perfis, o processo de Fundição Contínua permite a produção de barras com formatos próximos a dimensão final da peça. A grande diversificação de bitolas, inexistência de ângulos de saída, isenção de inclusões ou defeitos superficiais e o bom acabamento superficial bruto de fusão, também contribuem para a redução do sobre material para usinagem.

8 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 8 MELHOR USINABILIDADE Devido à uniformidade de sua microestrutura, ausência de inclusões abrasivas superficiais (resíduos de areia), ausência de camada descarbonetada e por ser produzido em ferros fundidos cinzentos e modulares de alta qualidade, o FUCO apresenta uma usinabilidade superior aos ferros fundidos produzidos em areia. Quando comparados aos aços, a melhor usinabilidade do FUCO deve-se, principalmente, a presença de grafita na estrutura, que atua como quebrador de cavacos e também como agente lubrificante. Isto se reflete na maior velocidade de corte que pode ser empregada quando da usinagem do FUCO, e no menor desgaste de ferramentas, evitando-se trocas para afiação e, com isso, perdas de produtividade. LIGAS DE ELEVADA RESISTÊNCIA Para a produção de componentes que necessitem elevada resistência mecânica, dispõe-se de uma liga que atende à classe FE 70002, mas que pode ter sua resistência e tenacidade aumentada através do tratamento térmico de austêmpera, obtendo-se um ferro fundido nodular de matriz bainítica. Com este material pode-se atingir valores de limites de resistência da ordem de 1000 a 1500 MPa, com valores de alongamento de até 6 %. Os ferros fundidos modulares submetidos à tratamento térmico de austêmpera são indicados para a fabricação de engrenagens, eixos comando de válvulas, pinos, buchas e outros componentes que necessitem uma boa tenacidade associada à alta resistência ao desgaste. Devido a sua alta temperabilidade este material pode também ser submetido a tratamentos térmicos de têmpera e revenido e normalização, sendo possível, portanto, obter-se uma ampla faixa de combinações de propriedades mecânicas. ELIMINAÇÃO DOS CUSTOS DE FERRAMENTAIS ( MODELOS ) Por se dispor de tamanhos e formas variadas, será sempre possível selecionar um tipo de FUCO que mais se aproxime da forma final do componente a ser usinado. Isto elimina os dispêndios elevados com ferramentais de fundição e os longos prazos para obtê-los, reduzindo significativamente o custo final do produto, principalmente quando se trata de itens com baixa demanda, tais como protótipos, peças que sofrerão alterações, peças para manutenção e outras.

9 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 9 TRATAMENTOS SUPERFICIAIS O FUCO admite a realização dos mais diversos tratamentos superficiais, visando, em cada caso, benefícios específicos como elevação da resistência à fadiga, ao desgaste ou a corrosão. Pode-se citar como exemplos, a realização de cromagem em moldes para vidraria (Fig. 5), nitretação e shot peening em engrenagens e têmpera superficial em eixos comando de válvulas. Fig. 5 - Fôrmas e acessórios para indústria de vidro. MENOR REFUGO PÓS USINAGEM A inexistência de defeitos típicos em peças produzidas pelo processo convencional, tais como porosidades, rechupes, inclusões de areia e escória, tornam praticamente nulo o refugo pósusinagem de peças produzidas a partir do FUCO. O custo do refugo pós-usinagem é extremamente dispendioso, pois além de perder-se matéria-prima e mão-de-obra, reduz-se a disponibilidade de horas máquina para o processo produtivo.

10 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 10 APLICAÇÕES TÍPICAS DO FUCO A princípio, qualquer tipo de componente que atualmente esteja sendo produzido em ferro fundido cinzento, nodular e em algumas classes de aço, poderia ser fabricado a partir do FUCO. Como exemplo, seguem algumas aplicações já consagradas em que o FUCO substitui o processo de fundição convencional e os perfis de aço. SEGMENTO DE MERCADO HIDRÁULICA E PNEUMÁTICA VIDRARIAS MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS COMPONENTES Manifolds Êmbolos Tampas de Cilindro Cabeçotes de Cilindro Corpos de Válvula Moldes Formas Pinos Punções Neck Rings Machos Polias Acoplamentos Roldanas Eixos Réguas Guias Buchas Arruelas Porcas Engrenagens Pinos Contra Pesos Mesas Flanges Mancais Martelos

11 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 11 SEGMENTO DE MERCADO AUTOPEÇAS OUTROS COMPONENTES Capas de Mancal Distanciadores Êmbolos Pistão de Freio Anéis Guias de Válvulas Eixos Comandos Sedes de Válvulas Protetores de Termopar Matrizes Retentores Cones Plugs Placas de Válvulas Rolos para Leito de Resfriamento Coquilhas Estes exemplos mostram a versatilidade do produto FUCO que atende a uma grande diversidade de segmentos, desde aplicações simples como arruelas e polias, até aplicações complexas como moldes para indústria vidreira e corpos de válvulas para componentes hidráulicos. Para a escolha da opção mais adequada, colocamos à disposição os serviços de nosso corpo técnico pelo fone DDG

12 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 12 FERROS FUNDIDOS CINZENTOS DESCRIÇÃO DAS CLASSES Os ferros fundidos cinzentos produzidos pelo processo de fundição contínua, cuja característica estrutural dominante é apresentar carbono na forma de veios (lamelas) de grafita, podem ser encontrados nas classes FC 200, FC 300 e GMI. As propriedades mecânicas dos ferros fundidos cinzentos estão condicionadas à estrutura final obtida, ou seja, dependem da matriz metálica e também da forma e quantidade de grafita. As classes de ferro fundido de menor resistência mecânica (FC 200) normalmente possuem maiores quantidades de grafita, veios mais longos e, em geral, maiores quantidades de ferrita, conferindo a estes materiais uma melhor usinabilidade. Por outro lado, as classes de ferro fundido de maior resistência mecânica (FC 300) apresentam grafita mais refinada e matriz essencialmente perlítica, proporcionando a estes materiais melhor acabamento superficial e maior dureza.

13 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 13 FC FERRO FUNDIDO CINZENTO PERLÍTICO / FERRÍTICO DESCRIÇÃO FUCO FC 200 é um ferro fundido cinzento que possui como principal característica uma excelente usinabilidade, permitindo o aumento das velocidades de corte e a redução do desgaste prematuro das ferramentas, garantindo, assim, estreitas tolerâncias dimensionais. Este material é recomendado para aplicações que requeiram moderadas propriedades mecânicas. Esta especificação é similar à ABNT NBR 6589, classe FC 200. MICROESTRUTURA A microestrutura típica do FUCO FC 200 é constituída de grafite em forma de veios (lamelas), forma VII, tipo A, tamanho 3-6, avaliada de acordo com ASTM A 247. A matriz é predominantemente perlítica, podendo ter entre 5 e 20 % de ferrita. A periferia é constituída de grafite tipo D, tamanho 6-8, em matriz essencialmente ferrítica, podendo ter no máximo 5 % de carbonetos dispersos. Fig. 6 - Mícroestrutura típica no núcleo. Fig. 7 - Mícroestrutura típica na periferia.

14 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 14 PROPRIEDADES MECÃNICAS Os valores típicos de dureza e limite de resistência à tração do FUCO FC 200 estão abaixo relacionados e referem-se a resultados encontrados em corpos de prova retirados das barras na seção médio-raio. Estes valores são apenas orientativos e foram adequados para a obtenção do limite de resistência à tração em corpos de prova padrão, conforme norma ABNT NBR Dimensões ( mm ) Até 27,6 27,7-43,4 43,5-63,1 63,2-79,0 79,1-92,1 92,2 111,5 111,6-124,2 124,3-143,6 143,7-254,1 Dureza ( HB ) Limite de Resistência ( MPa ) mín COMPOSIÇÃO QUÍMlCA A composição química geral para este material é mostrada na tabela abaixo. Elemento % C 1 2,90-3,90 Si 2,20-2,60 Mn 0,40-0,60 S 0,05-0,25 P 0,10 máx. Cr 0,05 máx. Nota : 1 - As faixas de carbono são especificadas para cada grupo de bitolas, de maneira a controlar o tipo e tamanho da grafita. A variação dentro da mesma faixa é de aproximadamente 0,20 %.

15 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 15 FC FERRO FUNDIDO CINZENTO PERLÍTICO DESCRIÇÃO FUCO FC 300 é um ferro fundido cinzento com estrutura totalmente perlítica, o que lhe proporciona elevadas propriedades mecânicas e bom acabamento superficial. Outra característica importante a ressaltar é a boa estanqueidade, que aliada às propriedades acima mencionadas, possibilitam sua utilização em peças para componentes hidráulicos sujeitas à altas pressões, tais com: manifolds, corpos de válvula, cabeçotes, tampas e êmbolos. Esta especificação é similar à ABNT NBR 6589, classe FC 300. MICROESTRUTURA A microestrutura típica do FUCO FC 300 é constituída de grafite em forma de veios (lamelas), forma VII, tipo A, tamanho 3-6, avaliada de acordo com ASTM A 247. A matriz é predominantemente perlítica, podendo ter até 10 % de ferrita. A periferia é constituída de grafite tipo D, tamanho 6-8, em matriz ferrítica / perlítica, podendo ter no máximo 5 % de carbonetos dispersos. Fig. 8 - Mícroestrutura típica no núcleo. Fig. 9 - Mícroestrutura típica na periferia.

16 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 16 PROPRIEDADES MECÂNICAS Os valores típicos de dureza e limite de resistência à tração do FUCO FC 300 estão abaixo relacionados e referem-se a resultados encontrados em corpos de prova retirados das barras na seção médio-raio. Estes valores são apenas orientativos e foram adequados para a obtenção do limite de resistência à tração em corpos de prova padrão, conforme norma ABNT NBR Dimensões ( mm ) Até 27,6 27,7 53,0 53,1 79,0 79,1 104,8 104,9 156,3 156,4 260,5 260,6 345,0 345,1 476,6 Dureza ( HB ) Limite de Resistência ( MPa ) mín COMPOSIÇÃO QUÍMlCA A composição química geral para este material é mostrada na tabela abaixo. Elemento % C 1 2,80-3,70 Si 2,20-2,60 S 0,05-0,25 P 0,10 máx. Cr 0,05 máx. Nota : 1 - As faixas de carbono são especificadas para cada grupo de bitolas, de maneira a controlar o tipo e tamanho da grafita. A variação dentro da mesma faixa é de aproximadamente 0,20 %.

17 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 17 GMI - FERRO FUNDIDO CINZENTO COM GRAFITA REFINADA DESCRIÇÃO FUCO GMI é um ferro fundido cinzento com grafita essencialmente tipo D. Desenvolvido originalmente para fabricação de moldes na indústria vidreira, o GMI possui grafita extremamente refinada, proporcionando-lhe um excelente acabamento superficial. Destaca-se também pela ótima usinabilidade e boa condutividade térmica. Quando submetido a repetitivos ciclos térmicos de aquecimento / resfriamento, apresenta uma boa estabilidade dimensional devido ao pequeno tamanho da grafita e matriz essencialmente ferrítica. MICROESTRUTURA A microestrutura típica do FUCO GMI é constituída de grafita refinada, forma VII, tipo D ( 80 % mín. ), tamanho 6-8, avaliada de acordo com ASTM A 247. A matriz é ferrítica com aproximadamente 15 % de perlita, podendo ter no máximo 5 % de carbonetos dispersos. Fig Mícroestrutura típica do GMI.

18 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 18 PROPRIEDADES MECÂNICAS Os valores típicos de dureza e limite de resistência à tração do FUCO GMI estão abaixo relacionados e referem-se a resultados encontrados em corpos de prova retirados das barras na seção médio-raio. Limite de Resistência à Tração ( MPa ) = 180 mín. Dureza ( H B ) = PROPRIEDADES FÍSlCAS Condutividade Térmica (W / m.k) 100 a 400ºC = 41 a 44 Coeficiente de Exp. Térmica ( 10-6 / K) 20ºC / 20 a 400ºC = 10 a 12,5 COMPOSIÇÃO QUÍMlCA A composição química geral para este material é mostrada na tabela abaixo. Elemento % C 1 3,40 4,00 Si 2,20-2,60 Mn 0,20 máx. S 0,02 máx P 0,10 máx. Cr 0,05 máx. Ti 2 0,30 máx. Nota : 1 - As faixas de carbono são especificadas para cada grupo de bitolas, de maneira a controlar o tipo e tamanho da grafita. A variação dentro da mesma faixa é de aproximadamente 0,20 %. 2 O Titânio é adicionado com o objetivo de promover grafita tipo D APLICAÇÕES TÍPlCAS - Moldes e acessórios para vidrarias - Êmbolos para pistão de freio

19 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 19 FERROS FUNDIDOS NODULARES DESCRIÇÃO DAS CLASSES Os ferros fundidos modulares produzidos em fundição contínua FUCO, cuja característica estrutural dominante é apresentar carbono na forma de nódulos (esferas) de grafita, podem ser encontrados nas classes FE 40015, FE 45012, FE e FE A obtenção da grafita nodular (esférica) é conseqüência da adição de determinados elementos químicos ou condições particulares de fabricação, que modificam a forma de crescimento da mesma. Este tipo de material é recomendado para peças que requeiram elevadas propriedades mecânicas, alta tenacidade e ótima estanqueidade. Além da forma da grafita, as quantidades de ferrita e/ou perlita da matriz são quem determinam as propriedades mecânicas do material e, consequentemente, sua classe. O limite de resistência à tração do FUCO, na condição bruto de fusão, pode variar entre 400 a 700 MPa com alongamento de 2 a 15 %.

20 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 20 FE FERRO FUNDIDO NODULAR FERRÍTICO DESCRIÇÃO FUCO FE é um ferro fundido nodular com grafita tipo I e II, em uma matriz totalmente ferrítica obtida através de tratamento térmico. Além da excelente usinabilidade, a matriz ferrítica proporciona uma elevada tenacidade e alta permeabilidade magnética. Este material possui limite de resistência à tração e escoamento similares aos aços SAE 1020 laminados a quente, na condição bruta de fusão. Esta especificação é similar à ABNT NBR 6916, classe FE MICROESTRUTURA A microestrutura típica do FUCO FE é constituída de grafite em forma de nódulos (esferas), forma I e II, tamanho 6-8, avaliada de acordo com ASTM A 247. A matriz é totalmente ferrítica. Fig.11 - Mícroestrutura típica no núcleo. Fig Mícroestrutura típica na periferia.

21 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 21 PROPRIEDADES MECÂNICAS Os valores típicos de dureza, limite de resistência à tração, escoamento e alongamento do FUCO FE estão abaixo relacionados e referem-se a resultados encontrados em corpos de prova retirados das barras na seção médio-raio. Dimensões ( mm ) 27,6 208,0 208,1 451,2 Dureza ( HB ) Limite de Resistência à Tração ( MPa ) Limite de Escoamento ( MPa ) Alongamento ( % ) = 400 mín. = 270 mín. = 15 mín. COMPOSIÇÃO QUÍMlCA A composição química geral para este material é mostrada na tabela abaixo. Elemento % C 1 3,30 3,80 Si 2,60-3,00 Mn 0,20 máx. S 0,02 máx P 0,10 máx. Mg 2 0,04 0,07 Nota : 1 - As faixas de carbono são especificadas para cada grupo de bitolas e a variação dentro da mesma faixa é de aproximadamente 0,20 %. 2 O Magnésio é adicionado com o objetivo de promover grafita esferoidal

22 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 22 FE FERRO FUNDIDO NODULAR FERRÍTICO / PERLÍTICO DESCRIÇÃO FUCO FE é um ferro fundido nodular com grafita tipo I e II, em uma matriz totalmente ferrítica / perlítica obtida bruta de fusão ou através de tratamento térmico. Tem como principais características uma boa usinabilidade, bom acabamento superficial e excelente estanqueidade. Este material possui limite de resistência à tração e escoamento similares aos aços SAE 1030 laminados a quente, na condição bruta de fusão. Esta especificação é similar à ABNT NBR 6916, classe FE MICROESTRUTURA A microestrutura típica do FUCO FE é constituída de grafite em forma de nódulos (esferas), forma I e II, tamanho 6-8, avaliada de acordo com ASTM A 247. A matriz é essencialmente ferrítica, podendo ter até 25 % de perlita, e no máximo 5 % de carbonetos dispersos. Fig.13 - Mícroestrutura típica no núcleo. Fig Mícroestrutura típica na periferia.

23 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 23 PROPRIEDADES MECÂNICAS Os valores típicos de dureza, limite de resistência à tração, escoamento e alongamento do FUCO FE estão abaixo relacionados e referem-se a resultados encontrados em corpos de prova retirados das barras na seção médio-raio. Dimensões ( mm ) 27,6 79,0 79,1 156,3 156,4 451,2 Dureza ( HB ) Limite de Resistência à Tração ( MPa ) Limite de Escoamento ( MPa ) Alongamento ( % ) = 450 mín. = 310 mín. = 12 mín. COMPOSIÇÃO QUÍMlCA A composição química geral para este material é mostrada na tabela abaixo. Elemento % C 1 3,30 3,80 Si 2,60-3,00 Mn 0,20 máx. S 0,02 máx P 0,10 máx. Mg 2 0,04 0,07 Nota : 1 - As faixas de carbono são especificadas para cada grupo de bitolas e a variação dentro da mesma faixa é de aproximadamente 0,20 %. 2 O Magnésio é adicionado com o objetivo de promover grafita esferoidal

24 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 24 FE FERRO FUNDIDO NODULAR PERLÍTICO / FERRÍTICO DESCRIÇÃO FUCO FE é um ferro fundido nodular com grafita tipo I e II, em uma matriz totalmente perlítica / ferrítica. Esta matriz proporciona elevadas propriedades mecânicas, bom acabamento superficial e boa temperabilidade, permitindo sua utilização em peças que requeiram alta resistência à tração e ao desgaste. Este material possui limite de resistência à tração e escoamento similares aos aços SAE 1040 laminados a quente, na condição bruta de fusão. Esta especificação é similar à ABNT NBR 6916, classe FE MICROESTRUTURA A microestrutura típica do FUCO FE é constituída de grafite em forma de nódulos (esferas), forma I e II, tamanho 6-8, avaliada de acordo com ASTM A 247. A matriz é perlítica / ferrítica, com aproximadamente 50 % de perlita, podendo ter no máximo 5 % de carbonetos dispersos. Fig.15 - Mícroestrutura típica no núcleo. Fig Mícroestrutura típica na periferia.

25 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 25 PROPRIEDADES MECÂNICAS Os valores típicos de dureza, limite de resistência à tração, escoamento e alongamento do FUCO FE estão abaixo relacionados e referem-se a resultados encontrados em corpos de prova retirados das barras na seção médio-raio. Dimensões ( mm ) 27,6 75,8 75,9 195,3 195,4 476,6 Dureza ( HB ) Limite de Resistência à Tração ( MPa ) Limite de Escoamento ( MPa ) Alongamento ( % ) = 550 mín. = 380 mín. = 6 mín. COMPOSIÇÃO QUÍMlCA A composição química geral para este material é mostrada na tabela abaixo. Elemento % C 1 3,30 3,80 Si 2,60-3,00 Mn 0,20 0,65 S 0,02 máx P 0,10 máx. Cu 0,10 0,25 Mg 2 0,04 0,07 Nota : 1 - As faixas de carbono são especificadas para cada grupo de bitolas e a variação dentro da mesma faixa é de aproximadamente 0,20 %. 2 O Magnésio é adicionado com o objetivo de promover grafita esferoidal

26 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 26 FE FERRO FUNDIDO NODULAR PERLÍTICO DESCRIÇÃO FUCO FE é um ferro fundido nodular com grafita tipo I e II, em uma matriz predominantemente perlítica obtida bruta de fusão pela adição de elementos de liga perlitizantes. Esta matriz proporciona uma elevada temperabilidade, permitindo a execução de tratamentos térmicos como têmpera, normalização e têmpera superficial, obtendo-se assim, uma ampla faixa de combinações de propriedades mecânicas. Este material possui limite de resistência à tração e escoamento similares aos aços SAE 1045 laminados a quente, na condição bruta de fusão. Esta especificação é similar à ABNT NBR 6916, classe FE MICROESTRUTURA A microestrutura típica do FUCO FE é constituída de grafite em forma de nódulos (esferas), forma I e II, tamanho 6-8, avaliada de acordo com ASTM A 247. A matriz é predominantemente perlítica podendo ter aproximadamente 25 % de ferrita e no máximo 5 % de carbonetos dispersos. Fig.17 - Mícroestrutura típica no núcleo. Fig Mícroestrutura típica na periferia.

27 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 27 PROPRIEDADES MECÂNICAS Os valores típicos de dureza, limite de resistência à tração, escoamento e alongamento do FUCO FE estão abaixo relacionados e referem-se a resultados encontrados em corpos de prova retirados das barras na seção médio-raio. Dimensões ( mm ) 27,6 79,0 79,1 195,3 195,4 451,2 Dureza ( HB ) Limite de Resistência à Tração ( MPa ) Limite de Escoamento ( MPa ) Alongamento ( % ) = 700 mín. = 480 mín. = 2 mín. COMPOSIÇÃO QUÍMlCA A composição química geral para este material é mostrada na tabela abaixo. Elemento % C 1 3,30 3,80 Si 2,60-3,00 Mn 0,20 0,65 S 0,02 máx P 0,10 máx. Cu 0,10 0,25 Mg 2 0,04 0,07 Nota : 1 - As faixas de carbono são especificadas para cada grupo de bitolas e a variação dentro da mesma faixa é de aproximadamente 0,20 %. 2 O Magnésio é adicionado com o objetivo de promover grafita esferoidal

28 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 28 DIMENSÕES PADRONIZADAS PERFIS REDONDOS Dimensão Bruta (mm) Usinagem Recomendada no Diâmetro Tolerância Dimensional (mm) / / / / Peso Teórico (kg/m) FC200 FC300 FE45012 FE55006

29 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 29 Dimensão Bruta (mm) Usinagem Recomendada no Diâmetro Tolerância Dimensional (mm) / / / / / / / Peso Teórico (kg/m) / FC200 FC300 FE45012 FE55006

30 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 30 PERFIS RETANGULARES - FC 300 Dimensão Bruta (mm) Usinagem recomendada por face (mm) Inchamento Máximo (mm) Peso Teórico (kg / m) 31,7 x 57,1 2,3 2,9 13,0 31,7 x 82,5 2,6 4,2 18,8 31,7 x 107,9 3,2 6,3 24,6 31,7 x 133,3 3,2 6,3 30,4 31,7 x 158,7 4,8 8,9 36,2 31,7 x 260,3 4,8 11,7 59,4 38,1 x 57,1 2,3 2,9 15,7 38,1 x 82,5 2,6 4,2 22,6 38,1 x 107,9 2,6 4,2 29,6 38,1 x 133,3 3,2 6,3 36,6 38,1 x 158,7 3,2 6,3 43,5 44,4 x 50,8 2,3 3,1 16,2 44,4 x 107,9 2,6 4,4 34,5 44,4 x 114,3 2,6 4,4 36,5 44,4 x 158,7 3,2 6,7 50,7 50,8 x 63,5 2,3 3,1 23,2 50,8 x 92,1 2,3 3,1 33,7 57,1 x 82,5 2,3 3,1 33,9 57,1 x 107,9 2,3 3,1 44,4 57,1 x 133,3 2,6 4,4 54,8 57,1 x 158,7 2,6 4,4 65,2 57,1 x 209,5 3,2 6,7 86,1 63,5 x 158,7 2,6 4,4 72,6 63,5 x 184,1 2,6 4,4 84,2 63,5 x 209,5 3,2 6,7 95,8 76,2 x 209,5 4,8 4,8 114,9 82,5 x 107,9 2,6 3,4 64,1 82,5 x 260,3 6,3 7,2 154,6 107,9 x 133,3 2,8 3,6 103,6 139,7 x165,1 2,8 3,6 166,1 177,8 x 406,4 6,3 5,9 520,3 209,5 x 361,9 3,2 3,9 545,9

31 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 31 PERFIS QUADRADOS - FC 300 Dimensão Bruta (mm) Usinagem recomendada por face (mm) Inchamento Máximo (mm) Peso Teórico (kg / m) 31,7 2,3 2,9 7,2 38,1 2,3 2,9 10,5 41,3 2,3 3,1 12,3 44,4 2,3 3,1 14,2 50,8 2,3 3,1 18,6 57,1 2,3 3,1 23,5 63,5 2,3 3,1 29,0 69,8 2,6 3,4 35,1 76,2 2,6 3,4 41,8 82,5 2,6 3,4 49,0 88,9 2,6 3,4 56,9 95,2 2,6 3,4 65,2 107,9 2,8 3,6 83,8 120,6 2,8 3,6 104,7 133,3 2,8 3,6 127,9 158,7 3,2 3,9 181,3 184,1 3,2 3,9 244,0 209,5 3,2 3,9 316,0 234,9 4,8 4,1 397,3 260,3 4,8 4,1 487,8 311,1 6,3 4,4 696,8 Comprimento Padrão = 1880 mm ( + 25 / - 50 mm ) Empenamento = 2,5 mm / m. Além dos produtos acima relacionados, pode-se produzir o FUCO em dimensões, formatos e materiais especiais sob encomenda, visando atender propriedades específicas exigidas em determinadas situações, tais como, resistência ao calor, à corrosão e ao desgaste. O FUCO possui uma grande flexibilidade quanto à composição química, podendo adicionar-se todos os elementos de liga empregados pelo processo de fundição convencional ( areia ) para elevar as propriedades mecânicas dos ferros fundidos cinzentos e modulares.

32 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 32 INFORMACÕES COMPLEMENTARES OUTRAS PROPRIEDADES Normalmente os ferros fundidos cinzentos e modulares são comercialmente especificados pelo Limite de Resistência à Tração e Dureza. A principal justificativa para o uso dessas duas propriedades é a relativa facilidade em determiná-las. Dependendo da aplicação, outras propriedades podem ser decisivas na escolha do material adequado e na maioria das vezes, pode-se relacioná-las com o Limite de Resistência à Tração (LR) e / ou Dureza. PROPRIEDADES CINZENTO NODULAR Resist. ao Cisalhamento (MPa) 1,15 x LR (1) 0,90 x LR ( 3;5 ) Resist. à Torção (MPa) 1,15 x LR (1) 0,90 x LR ( 3;5 ) Resist. à Fadiga (MPa) (sem entalhe) Resist. à Compressão (MPa) Resist. ao Impacto (com entalhe 20ºC) Módulo de Elasticidade (GPa) Condutividade Térmica W / m.k 100ºC / 400ºC FE = 0,50 x LR ( 3 ) 0,40 x LR ( 4;5 ) FE = 0,45 x LR ( 3 ) FE = 0,40 x LR ( 3 ) FE = 0,40 x LR ( 3 ) LR de x 4,02 ( 5 ) LR de x 3,68 ( 5 ) LR de x 3,61 ( 5 ) LR de x 3,39 ( 5 ) FE = ( 2 ) FE = 10-5 ( 2 ) FE = 5-2 ( 2 ) FC 200 = ( 1 ) FC 300 = ( 1 ) GMI = ( 1 ) FC 200 = ( 2 ) FC 300 = ( 2 ) GMI = Fontes : (1) DIN 1691 (2) BCIRA BROADSHEET 1 (3) Engineering Data on Nodular Cast lrons (4) Ferros Fundidos Cinzentos de Alta Qualidade (5) Metalurgia dos Ferros Fundidos Cinzentos e Nodulares. FE = 5-2 ( 2 ) FE = 169 ( 2 ) FE = 169 ( 2 ) FE = 169 ( 2 ) FE = ( 2 ) FE = ( 2 ) FE = ( 2 ) FE = ( 2 ) FE = ( 2 )

33 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 33 MATERIAS CORRESPONDENTES EM NORMAS DE OUTRAS ENTIDADES O FUCO é produzido conforme norma interna TUPY e suas propriedades são similares aos materiais especificados pelas normas e entidades abaixo. FERRO FUNDIDO CINZENTO MATERIAIS TUPY MATERIAIS CORRESPONDENTES EM NORMAS DE OUTRAS ENTIDADES ABNT ASTM DIN ISO SAE NBR 6589 A 48 A R 185 J 434c FC 200* FC G3000 GG 20 GR 20 G3000 FC 300 FC G4000 GG 30 GR 30 G4000 GMI * sem pintura FERRO FUNDIDO NODULAR MATERIAIS TUPY MATERIAIS CORRESPONDENTES EM NORMAS DE OUTRAS ENTIDADES ABNT ASTM DIN ISO SAE NBR 6916 A 536 A 897 M J 431c FE FE GGG D 4018 FE FE D 4512 FE FE GGG D 5506 FE FE GGG D 7003 BAINÍTICO /555/ ADI 1 BAINÍTICO ADI /700/ /850/4 1400/1100/

34 Perfis de Fundição Contínua - FUCO 34 FÓRMULAS ÚTEIS / FATORES DE CONVERSÃO Para calcular o peso / metro em seções : REDONDO kg/m = D 2 x 0, onde : D = Diâmetro em milímetro QUADRADO kg/m = L x L x 0,0072 onde : L = Largura em milímetro RETANGULAR kg/m = L x H x 0,0072 onde : L = Largura em milímetro H = Altura em milímetro PARA CONVERTER OPERAÇÃO PARA OBTER PSI x 0,00694 N / mm 2 OU MPa N / mm 2 OU MPa x l44 PSI kgf / mm 2 x 9,80665 N / mm 2 OU MPa N / mm 2 OU MPa x 0,10197 kgf / mm 2 mm x 0,03937 pol. pol. x 25,4 mm mm x 0,00328 pés pés x 304,8 mm Lb x 0,4536 kg Kg x 2,2046 lb ºC (ºC x 1,8) + 32 ºF ºF (ºF - 32 ) x 0,556 ºC ºC ºC + 273,15 K K K - 273,15 ºC