O que é metal ferroso?
Metais ferrosos como aço, ferro fundido e ferro forjado são proeminentes em muitas indústrias devido às suas propriedades atrativas, incluindo durabilidade, magnetismo, resistência e versatilidade. É compreensível que os humanos os utilizem há mais de 5,000 anos, e não há sinais de que isso esteja mudando.
O teor de ferro é a base das propriedades dos metais ferrosos. Os metais são amplamente utilizados na construção civil, em navios, automóveis e até mesmo em itens menores, como smartphones. Este artigo é sobre a incrível categoria de metais, investigando os diferentes tipos de metais ferrosos, as principais propriedades e aplicações.
O que é uma definição de metal ferroso?
Materiais de ferro
Um metal ferroso é definido como um tipo de metal que contém ferro. Seu nome vem da palavra latina "ferrum", que se traduz diretamente como "ferro". Esse tipo de metal surgiu por volta de 1200 a.C., coincidindo com a fabricação do ferro e a Idade do Ferro.
Metalúrgicos durante a Idade do Ferro
Várias tipos de metais de ferro são amplamente utilizados na indústria em geral, na construção civil e em muitos outros setores devido às suas excelentes propriedades de resistência, durabilidade e versatilidade. Um dos metais ferrosos mais populares é o aço, um material composto em grande parte por ferro e com uma quantidade muito pequena de carbono.
Peças de aço são comuns em projetos de usinagem CNC em Boda.
O que é um metal não ferroso?
Uma análise de metais ferrosos é incompleta sem mencionar os metais não ferrosos, que são uma categoria diferente, definida pela ausência de ferro. Isso os torna significativamente mais leves e maleáveis em comparação com os metais ferrosos.
A definição de metais não ferrosos é atraente para indústrias críticas, como a aeroespacial, onde a resistência é necessária, mas o peso também é um fator importante. Exemplos de metais não ferrosos populares incluem alumínio, cobre e zinco, todos amplamente utilizados em diversos setores.
O que são ligas não ferrosas?
Uma liga não ferrosa é uma mistura de dois ou mais metais não ferrosos. Às vezes, pode conter pequenas proporções de metais ferrosos. A ideia das ligas não ferrosas é aproveitar as boas qualidades dos metais base – resistência à corrosão, resistência mecânica, usinabilidade, etc. Isso reforça a ideia de que exemplos de metais ferrosos e não ferrosos são cruciais na indústria.
Propriedades dos metais ferrosos
O que torna os metais ferrosos únicos? Os metais ferrosos são conhecidos por sua excelente resistência à tração, alta durabilidade, magnetismo, condutividade elétrica, reciclabilidade e baixa resistência à corrosão.
Aparência prateada
Metais ferrosos geralmente têm uma aparência prateada, mas muitas vezes apresentam uma cor marrom-avermelhada devido à formação de ferrugem quando expostos à atmosfera.
Alta resistência à tração
Alta resistência à tração é facilmente a propriedade mais comercializável dos metais ferrosos. Essa característica do ferro mede a capacidade de um material de sofrer tensões antes de se romper ou fraturar. Metais ferrosos geralmente apresentam melhores resultados nessa área em comparação com metais não ferrosos.
O Diagrama de Fases de Ferro Carbono, que representa as propriedades de fase de diferentes metais, pode ser usado para prever a resistência.
Diagrama de Fases Ferro-Carbono
Alta durabilidade
Esta é outra propriedade proeminente dos metais ferrosos, que atrai diversos setores, incluindo a construção civil. Esses metais são feitos para durar, principalmente devido à sua resistência e à capacidade de desenvolver resistência à corrosão. Eles conseguem manter sua integridade mesmo em ambientes agressivos, como, por exemplo, cargas elevadas.
Magnetismo
O teor de ferro nos metais ferrosos torna os materiais magnéticos. Isso significa que esses materiais podem ser facilmente magnetizados, uma propriedade interessante para as indústrias automotiva, de transporte, de navegação e eletrônica.
Condutividade elétrica
Metais ferrosos são eletricamente condutores graças aos elétrons deslocalizados portadores de carga. Essa propriedade pode não ser das melhores, mas ainda é aplicável em algumas situações. Por exemplo, os metais dependem dessa propriedade em soldagem, elementos de aquecimento por resistência e aplicações eletromagnéticas.
Reciclabilidade
Embora não seja tão fácil ou direto quanto os metais não ferrosos, os metais ferrosos são recicláveis. Como qualquer outro metal, o tipo de liga em um metal ferroso pode determinar a facilidade do processo de reciclagem.
Reciclagem de metais ferrosos
As empresas de reciclagem recorreram a tecnologias avançadas de triagem para separar metais e ligas para facilitar a reciclagem.
Baixa resistência à corrosão
Em parte devido ao teor de carbono e à propensão do ferro à ferrugem, os metais ferrosos são notórios por reagirem ao oxigênio e à água. Eles tendem a apresentar o problema de danos causados pela ferrugem, o que pode ser desafiador em muitos projetos.
Corrosão em metais ferrosos
No entanto, há boas exceções em opções como aço inoxidável, aço galvanizado e ferro forjado. O aço inoxidável contém cromo, que forma o óxido de cromo autorregenerador. O aço galvanizado cria uma camada protetora de zinco, que pode impedir a entrada de oxigênio ou água.
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Prós e contras dos metais ferrosos
Com uma ampla gama de opções de metais ferrosos, muitos prós e contras são esperados. Os prós incluem resistência à corrosão, resistência à tração e durabilidade. As limitações dos metais ferrosos são o alto peso, a necessidade de altas temperaturas para processamento e o custo relativamente alto.
As vantagens dos metais ferrosos
Os metais ferrosos apresentam as seguintes vantagens nos projetos:
- elevada resistência à tracção
- Alta durabilidade
- Amplamente disponível
- Metais recicláveis
As desvantagens dos metais ferrosos
As limitações dos metais ferrosos incluem;
- Mais pesado que os metais alternativos
- Vulnerável à oxidação e ferrugem
- Pode ficar quebradiço com o tempo
Tipos de metais ferrosos
Os exemplos mais proeminentes de metais ferrosos são aço-liga, aço carbono, ferro fundido, ferro forjado e aço inoxidável.
Ferro fundido
O ferro fundido é um metal ferroso duro e resistente ao desgaste, popular na fabricação de máquinas-ferramentas, equipamentos de encanamento e utensílios de cozinha. Existem diferentes tipos de ferro fundido, incluindo cinzento, branco e dúctil.
Tipos de ferro fundido
O ferro fundido possui excelentes propriedades de fundição, boa usinabilidade, alta resistência ao desgaste e é relativamente acessível. No entanto, é propenso à ferrugem, tem baixa relação resistência-peso e é relativamente difícil de usinar.
Ferro Forjado
O ferro forjado é um metal ferroso produzido através do aquecimento do minério de ferro em um forno. É resistente à oxidação e à ferrugem, uma propriedade que o distingue da maioria dos outros metais ferrosos. O ferro forjado é mais conhecido por seu uso em grades e cercas.
O ferro forjado é um dos metais ferrosos com uma longa história, tendo sido amplamente utilizado em ornamentos tradicionais e aplicações arquitetônicas.
Aço inoxidável
O aço é muito popular por sua usinabilidade, tenacidade e durabilidade. Suas peças usinadas em CNC são amplamente utilizadas em diversos setores, da construção civil à indústria automotiva, do transporte à manufatura. O aço pode ser subdividido em várias categorias: aço carbono, aço inoxidável e aço de liga.
O aço inoxidável é uma categoria popular de aço com aplicações versáteis, cujas propriedades de durabilidade e resistência são benéficas em diversos setores. A resistência à corrosão também é uma característica fundamental deste metal ferroso.
Aço carbono
O aço carbono é econômico, durável e resistente, sendo, portanto, muito comum em aplicações industriais. Embora o metal contenha ferro e carbono, diferentes porcentagens de carbono podem alcançar diferentes propriedades mecânicas. Este metal pode ser categorizado como aço de baixo carbono, aço de médio carbono e aço de alto carbono.
Liga de aço
O aço-liga possui elementos de liga que proporcionam propriedades aprimoradas, como resistência ao calor, resistência ao desgaste, resistência à corrosão e resistência mecânica. Este metal ferroso está, portanto, presente em peças de motores, estruturas e peças aeroespaciais.
Peça um citar para diferentes peças destes e de outros metais ferrosos.
Aplicações de metais ferrosos
Alta resistência à tração, resistência à corrosão em algumas variedades e durabilidade são propriedades valiosas em muitas áreas, como pode ser comprovado pelas inúmeras aplicações de metais ferrosos. Essas aplicações variam da construção civil à cutelaria.
Construção e Máquinas
Aplicações de construção e maquinário que exigem peças fortes e versáteis se beneficiam da resistência à corrosão e da resistência dos metais ferrosos, sendo o ferro fundido um exemplo perfeito.
Essas características do material de ferro são valiosas em peças como blocos de motor, cabeçotes de cilindro e outros.
Bloco de motor de ferro fundido
Aplicações de Engenharia
Muitas aplicações de engenharia exigem excelente conformabilidade e soldabilidade. Metais ferrosos com traços mínimos de carbono, como o aço carbono, são adequados para tais aplicações. O material não é apenas dúctil, mas também possui resistência adequada para muitas aplicações.
Estrutura de aço macio
Componentes estruturais e de conexão
Componentes estruturais e de conexão exigem uma rica combinação de ductilidade, maleabilidade e tenacidade. Metais ferrosos ricos em ferro são os mais indicados nessas situações.
Considere uma opção como o ferro forjado, que é quase 100% ferro, portanto, resistente, dúctil e maleável. Embora tenha sido substituído pelo aço carbono, você ainda pode encontrar peças que incluem engates, correntes, cercas e rebites.
Corrente de ferro forjado
Ferramentas e componentes mecânicos
Componentes mecânicos e ferramentas que exigem excelência em corte e usinagem se beneficiam das capacidades dos metais ferrosos, mais precisamente do aço carbono. O metal ferroso mais notável é o aço carbono, usado em ferramentas de corte, como brocas e serras.
No entanto, isso se aplica principalmente ao aço de alto carbono, que é menos dúctil, mas muito duro e resistente ao desgaste.
Brocas de aço carbono
O aço de baixo carbono é maleável e dúctil, portanto adequado para prototipagem metálica aplicações. Uma variedade mais resistente é o aço carbono macio, mas pode ser usado para as mesmas aplicações.
Como o carbono médio ainda é mais forte e menos dúctil, ele é adequado para aplicações como engrenagens e virabrequins, que exigem maior resistência e resistência ao desgaste.
Produtos resistentes à corrosão
A resistência à corrosão do aço inoxidável é excelente para talheres e eletrodomésticos, entre muitos outros produtos. Observe que existem vários tipos de aço inoxidável, cada um com um nível diferente de resistência à corrosão.
O guia sobre Usinagem CNC explicada mostra algumas maneiras de processar metais, incluindo metais ferrosos, para fazer peças utilizáveis.
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Guia de Seleção para Tipos de Metais Ferrosos
Embora a decisão de usar metais ferrosos seja um bom ponto de partida, vale ressaltar que nem todos os metais ferrosos são iguais. Esses metais diferem em peso, resistência à corrosão, usinabilidade, custo e outros aspectos importantes. Portanto, considere as seguintes áreas ao escolher um metal ferroso específico para seu projeto.
Resistência à Corrosão
O metal ferroso resistirá a elementos corrosivos? Embora alguns metais ferrosos sejam propensos à corrosão, outros são muito eficazes em protegê-la. O aço inoxidável é um exemplo perfeito, com sua resistência à corrosão significativamente maior em comparação com outros metais ferrosos.
Peças de aço inoxidável
Condutividade elétrica
Considere também a condutividade elétrica de um metal. Entre os metais ferrosos, essa propriedade não é tão impressionante quanto na lista de materiais não ferrosos, mas ainda pode ser usada para selecionar um metal em detrimento de outro. A maior condutividade elétrica é encontrada no ferro puro, enquanto os aços de alta liga ou aços para ferramentas apresentam os valores mais baixos.
Formabilidade
Quando o seu projeto envolve processos de conformação, como extrusão a quente ou forjamento a quente, a conformabilidade do metal precisa ser de alta qualidade para que o processo seja bem-sucedido ou menos trabalhoso.
O ferro forjado está no topo nesse quesito, mas aços de baixo carbono e aços de médio carbono também podem ser considerados.
Usinabilidade
Se você procura um metal ferroso que possa ser cortado facilmente, as opções em metais ferrosos são satisfatórias. Aços inoxidáveis, aços de liga, aço carbono e ferro forjado podem ser usados para fabricar peças usinadas em CNC.
Resistência (Strength)
Os metais ferrosos são conhecidos por sua alta resistência à tração, mas os aços com alto teor de carbono estão no topo. O alto teor de carbono torna esses metais extremamente fortes e adequados para molas e aplicações relacionadas.
Soldagem
Escolha aços de baixo carbono para facilitar a soldagem. O baixo teor de carbono significa que esses metais não formam microestruturas frágeis facilmente. A soldagem se torna mais difícil com maior teor de carbono.
Peso
Metais ferrosos com maior teor de carbono tendem a ser muito pesados. O ferro fundido é muito pesado por esse motivo. Se você procura metais ferrosos mais leves, considere opções como aço de baixo carbono e ferro forjado.
Custo
O aço inoxidável é facilmente um dos metais ferrosos mais valiosos, principalmente devido ao seu teor de cromo. A resistência à corrosão é um grande atrativo nas indústrias, então essa preferência é compreensível. Metais ferrosos mais acessíveis incluem aço carbono, ferro fundido cinzento e ferro forjado.
Leia mais:
Metalóide,
Rebarbação de Metal,
Compreendendo a contração em metais fundidos
Conclusão
Com versatilidade, resistência e outras qualidades, é compreensível a ampla utilização de metais ferrosos. Eles podem ser relativamente pesados, caros e consumir muito calor, mas esses desafios costumam ser superados pelas inúmeras vantagens.
Se você está procurando peças feitas de aço inoxidável, aço carbono, aço de liga, ferro fundido ou qualquer outro metal ferroso, não há lugar melhor para obter excelentes Serviços de usinagem CNC do que na Boda.
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