Diferença entre ferro fundido cinzento e nodular

Resumo em uma tabela

Faixas das classes mais usadas. Os valores de cada classe estão na página de propriedades do ferro fundido.

Por que a forma da grafita muda tudo

Os dois materiais têm composição parecida: ferro, carbono e silício. A diferença aparece quando o metal solidifica e o carbono se separa na forma de grafita.

• No ferro cinzento, a grafita cresce em lamelas finas. Cada lamela interrompe a matriz metálica e funciona como um pequeno entalhe, que concentra tensão nas pontas. Por isso o material rompe sem deformar. As mesmas lamelas absorvem vibrações, conduzem calor e facilitam o corte na usinagem.
• No ferro nodular, o ferro líquido recebe magnésio ou cério antes do vazamento, e a grafita cresce em esferas separadas. A matriz metálica fica contínua em volta dos nódulos e pode se deformar antes de romper. O resultado é um ferro fundido com resistência e ductilidade próximas às de alguns aços.

Qual é mais resistente

O ferro fundido nodular. Nas classes mais usadas, ele tem de 400 a 800 MPa de resistência à tração, contra 150 a 450 MPa do cinzento, e alongamento de 2% a 18%, contra menos de 1%. O nodular também resiste melhor a impacto e a esforço repetido.

O cinzento se sai bem em compressão: resiste de três a quatro vezes mais à compressão do que à tração. Em bases, carcaças e peças que trabalham comprimidas, ele atende com custo menor.

Quando usar ferro fundido cinzento

• Bases, carcaças e suportes de máquinas, onde o amortecimento reduz vibração e ruído.
• Peças de paredes finas e geometria complexa, porque o cinzento preenche bem o molde.
• Peças com muita usinagem, pelo menor desgaste de ferramenta.
• Peças que precisam dissipar calor, porque o cinzento conduz melhor o calor.
• Peças sem impacto nem flexão, em que o custo por peça pesa na escolha.

Veja a página de fundição de ferro fundido cinzento.

Quando usar ferro fundido nodular

• Peças sob impacto, flexão ou tração, como braços, alavancas, garfos e suportes de carga.
• Peças sob esforço repetido, em que a fadiga define a vida útil.
• Peças que não podem romper de forma frágil, porque o nodular deforma antes de quebrar.
• Peças sob pressão, como conexões e corpos de válvulas.
• Substituição de aço fundido, forjado ou soldado, com menos usinagem e custo menor em série.

Veja a página de fundição de ferro nodular.

E o custo

O ferro nodular costuma custar mais por quilo. O tratamento com magnésio, a matéria-prima mais controlada e o controle metalúrgico mais rigoroso entram no preço. Em compensação, a maior resistência permite paredes mais finas e peças mais leves, e em muitos casos o nodular substitui o aço com vantagem. O custo final depende do peso, do ferramental, do lote e do acabamento, e não só da liga.

Como identificar cada um

O ensaio que confirma o tipo é a metalografia: uma amostra polida, vista ao microscópio, mostra a grafita em lamelas ou em esferas. A Plata fornece laudos químicos e metalográficos das peças que produz.

Na oficina, o som dá um indício: ao receber uma batida, a peça de ferro cinzento soa abafada, e a de nodular soa mais metálica. É só um indício, sem valor de laudo.

Nomes das classes mais comuns

• Cinzento: FC 200 (GG 20, EN-GJL-200) e FC 250 (GG 25, EN-GJL-250).
• Nodular: GGG 40 (EN-GJS-400-15, FE 42012) e GGG 50 (EN-GJS-500-7, FE 50007).

A tabela completa de equivalências está em propriedades do ferro fundido.

As duas ligas na Plata

A Plata funde ferro cinzento e nodular na mesma faixa de projeto, por shell molding, e ajuda a escolher o material pelo uso final da peça.

Perguntas sobre ferro cinzento e nodular