Propriedades do ferro fundido cinzento e nodular
O ferro fundido cinzento tem resistência à tração de 150 a 450 MPa, e o nodular, de 400 a 800 MPa, conforme a classe. O nodular resiste mais e deforma antes de romper. O cinzento funde e usina melhor. Veja as classes e como escolher.
Resumo das propriedades
As propriedades mudam bastante entre os dois materiais. A tabela mostra valores típicos. Cada classe tem valores próprios, nas tabelas mais abaixo.
| Propriedade | Ferro cinzento | Ferro nodular |
|---|---|---|
| Forma da grafita | Lamelas | Esferas (nódulos) |
| Resistência à tração | 150 a 450 MPa, conforme a classe | 400 a 800 MPa, conforme a classe |
| Alongamento na ruptura | Muito baixo, em geral abaixo de 1% | 2% a 18%, conforme a classe |
| Módulo de elasticidade | cerca de 80 a 140 GPa | cerca de 170 GPa |
| Densidade | cerca de 7,1 a 7,3 g/cm³ | cerca de 7,1 a 7,3 g/cm³ |
| Fundibilidade | Excelente, preenche paredes finas | Boa, com controle metalúrgico |
| Usinabilidade | Excelente | Boa |
| Amortecimento de vibrações | Alto | Menor |
| Resistência a impacto | Baixa | Alta nas classes de maior alongamento |
Valores típicos de referência. O desempenho real depende da classe, da espessura da parede e do processo de fundição.
Ferro fundido cinzento: classes por resistência à tração
O ferro cinzento é classificado pela resistência à tração. No Brasil, as classes são chamadas FC 150, FC 200, FC 250 e assim por diante, e a norma internacional que as define é a ISO 185 (na Europa, EN 1561, com nomes como EN-GJL-200). A antiga NBR 6589 foi cancelada em 2015.
| Classe | Designação europeia | Resistência à tração |
|---|---|---|
| FC 150 | EN-GJL-150 | 150 a 250 MPa |
| FC 200 | EN-GJL-200 | 200 a 300 MPa |
| FC 250 | EN-GJL-250 | 250 a 350 MPa |
| FC 300 | EN-GJL-300 | 300 a 400 MPa |
| FC 350 | EN-GJL-350 | 350 a 450 MPa |
Resistência medida em peça de referência com 15 mm de parede.
A parede da peça muda a resistência
No ferro cinzento, paredes mais finas esfriam mais rápido e resultam em maior resistência. A EN 1561 traz valores por faixa de espessura, o que importa para peças de parede fina, como as da Plata, com parede a partir de 3,0 mm.
| Espessura da parede | EN-GJL-200 | EN-GJL-250 |
|---|---|---|
| 2,5 a 5 mm | 230 MPa | não se aplica |
| 5 a 10 mm | 205 MPa | 250 MPa |
| 10 a 20 mm | 180 MPa | 225 MPa |
| 20 a 40 mm | 155 MPa | 195 MPa |
Ferro fundido nodular: classes por resistência e alongamento
No ferro nodular, o nome da classe traz a resistência e o alongamento mínimos. A ISO 1083 define classes como 500-7, que tem 500 MPa de resistência à tração e 7% de alongamento. No Brasil, a NBR 6916 especifica o material com designações como FE 38017, e a NBR 8582 o classifica pela dureza Brinell.
| Classe | Resistência à tração | Limite de escoamento | Alongamento |
|---|---|---|---|
| 400-18 | 400 MPa | 250 MPa | 18% |
| 450-10 | 450 MPa | 310 MPa | 10% |
| 500-7 | 500 MPa | 320 MPa | 7% |
| 600-3 | 600 MPa | 370 MPa | 3% |
| 700-2 | 700 MPa | 420 MPa | 2% |
| 800-2 | 800 MPa | 480 MPa | 2% |
Valores mínimos em corpo de prova fundido separadamente. Quanto maior a resistência, menor o alongamento.
Como escolher o material para a sua peça
- Peça com muita usinagem ou geometria complexa: o ferro cinzento funde e usina melhor.
- Base, carcaça ou suporte de máquina: o amortecimento do ferro cinzento reduz vibração e ruído.
- Peça sob impacto, flexão ou esforço repetido: o ferro nodular resiste melhor, principalmente nas classes de maior alongamento.
- Substituir aço fundido ou forjado: o ferro nodular pode ser a opção de menor custo em algumas peças.
- Parede fina: informe a espessura da parede, porque ela muda a resistência real do ferro cinzento.
Veja a comparação completa nas páginas ferro fundido cinzento e ferro fundido nodular, e o processo em shell molding.
O que a Plata fabrica
A Plata funde ferro cinzento e nodular por shell molding, em peças de até 4,0 kg. Para saber se a classe que o seu projeto exige é atendida, envie o desenho ou a especificação.
| Peso máximo por peça | 4,0 kg |
|---|---|
| Espessura mínima de parede | 3,0 mm |
| Moldagem | Shell molding em máquinas automáticas |
| Fusão | Forno elétrico a indução |
| Capacidade | 110 t por mês, em média 250 mil peças |
Termos e nomes usados para os mesmos materiais
- Ferro fundido cinzento: também chamado de ferro cinzento, ferro com grafita lamelar, FC, GJL ou, em inglês, gray iron.
- Ferro fundido nodular: também chamado de ferro dúctil, ferro com grafita esferoidal, FE, GJS ou, em inglês, ductile iron e SG iron.
- Dureza Brinell (HB): medida de dureza usada para classificar o ferro nodular na NBR 8582.
- Limite de escoamento: tensão a partir da qual o material deforma de modo permanente.
Perguntas frequentes sobre as propriedades
Qual a resistência à tração do ferro fundido cinzento?
Depende da classe. Pela ISO 185 e EN 1561, as classes de 150 a 350 têm resistência à tração de 150 a 450 MPa, medida em peça de referência com 15 mm de parede. A classe 200, por exemplo, fica entre 200 e 300 MPa.
Qual a resistência à tração do ferro fundido nodular?
As classes da ISO 1083 mais usadas vão de 400 a 800 MPa de resistência mínima, com alongamento mínimo de 18% a 2%. Quanto maior a resistência, menor o alongamento.
O ferro nodular é mais resistente que o cinzento?
Em geral sim. O nodular tem resistência à tração e ductilidade maiores, porque a grafita forma esferas e não lamelas. O cinzento, por sua vez, funde melhor, usina melhor e amortece mais as vibrações.
O que significa FC 200 ou FC 250?
É a designação usual, no Brasil, das classes de ferro fundido cinzento. O número indica a resistência à tração mínima em MPa na peça de referência. A antiga NBR 6589, que classificava o ferro cinzento por resistência, foi cancelada em 2015.
A espessura da parede muda a resistência do ferro cinzento?
Sim. No ferro cinzento a resistência cai quando a parede fica mais grossa, porque ela esfria mais devagar. A EN 1561 traz valores por faixa de espessura. Por isso a parede da peça faz parte da escolha da classe.
Que classes de ferro fundido a Plata produz?
A Plata funde ferro cinzento e nodular em peças de até 4,0 kg e parede mínima de 3,0 mm. Informe a classe ou a norma que o projeto exige ao pedir o orçamento, e a Plata confirma se atende.
Fontes
Valores das classes de ferro cinzento: ISO 185 e EN 1561. Valores das classes de ferro nodular: ISO 1083 e EN 1563. Normas brasileiras: ABNT NBR 6916 e NBR 8582. Consulte o texto completo da norma aplicável ao seu projeto, pois as edições mudam. A norma ISO 185 está disponível no site da ISO.
Tem um desenho ou uma amostra?
Envie peso, material, quantidade e acabamento. A Plata avalia se a peça cabe na faixa de até 4,0 kg e parede mínima de 3,0 mm.