O metal ferroso São aqueles que contêm ferro (Fe), bem como pequenas quantidades de outros metais que são adicionados para dar certas propriedades benéficas às suas ligas. Embora o ferro possa existir em vários estados de oxidação, +2 (ferroso) e +3 (férrico) são os mais comuns.
No entanto, o termo "ferroso" se refere à presença de ferro, independentemente de seu estado de oxidação no material. O ferro é o quarto elemento mais abundante na crosta terrestre, mas globalmente é o principal elemento terrestre. Portanto, histórica e industrialmente, os metais ferrosos tiveram um papel importante na evolução do homem..
Este tem sido o caso devido à sua grande abundância e propriedades modificáveis. Esses metais ferrosos partem da extração de ferro de fontes mineralógicas, como: hematita (FedoisOU3), magnetita (Fe3OU4) e siderita (FeCO3) Devido ao desempenho, esses óxidos são mais desejados no processamento de ferro.
A imagem superior mostra uma “língua de fogo” de ferro fundido incandescente. De todos os metais ferrosos, o mais importante consiste em uma liga de ferro com pequenas quantidades de carbono adicionado: o aço..
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Como o ferro é o principal componente dos metais ferrosos, suas estruturas consistem em deformações cristalinas de seu sólido puro.
Conseqüentemente, ligas ferrosas como o aço nada mais são do que a inclusão intersticial de outros átomos no arranjo cristalino do ferro..
Qual é esse arranjo? O ferro forma alótropos (diferentes estruturas sólidas) em função da temperatura a que está exposto, alterando suas propriedades magnéticas. Assim, em temperatura ambiente apresenta um arranjo bcc, também conhecido como alfa-ferro (o cubo à esquerda, imagem superior).
Por outro lado, em uma faixa de altas temperaturas (912-1394 (ºC)), manifesta-se o arranjo ccp ou fcc: o ferro-gama (o cubo à direita). Uma vez que esta temperatura é excedida, o ferro retorna à forma bcc para finalmente derreter.
Esta mudança na estrutura alfa-gama é conhecida como transformação de fase. A fase gama é capaz de "prender" átomos de carbono, enquanto a fase alfa não é.
Assim, no caso do aço, sua estrutura pode ser visualizada como conjuntos de átomos de ferro em torno de um átomo de carbono..
Dessa forma, a estrutura dos metais ferrosos depende da distribuição das fases do ferro e dos átomos de outras espécies no sólido..
O ferro puro é um metal macio e muito dúctil, altamente sensível à corrosão e oxidação por fatores externos. Porém, quando inclui diferentes proporções de outro metal ou carbono, adquire novas características e propriedades..
Na verdade, são essas mudanças que tornam os metais ferrosos úteis para inúmeras aplicações..
As ligas ferrosas são geralmente fortes, duráveis e resistentes, com cores acinzentadas brilhantes e propriedades magnéticas..
Possui um teor de carbono inferior a 0,03%. É de cor prateada, enferruja facilmente e racha internamente. Além disso, é dúctil e moldável, bom condutor de eletricidade e difícil de soldar..
É o tipo de metal ferroso que o homem usou pela primeira vez na fabricação de armas, utensílios e edifícios. Atualmente é usado em placas, rebites, treliças, etc. Por ser um bom condutor elétrico, é utilizado no núcleo de eletroímãs.
No produto inicial do alto-forno, ele contém 3-4% de carbono e vestígios de outros elementos, como silício, magnésio e fósforo. Sua principal utilização é intervir na produção de outros metais ferrosos.
É um metal branco acinzentado com propriedades magnéticas. Apesar de sua dureza, é frágil e quebradiço. Seu ponto de fusão é alto (1500 ºC.) E oxida rapidamente.
É um bom condutor elétrico, por isso é utilizado em componentes elétricos e eletrônicos. Caso contrário, é de pouca utilidade.
Eles têm um alto teor de carbono (entre 1,76% e 6,67%). Eles são mais duros do que o aço, mas mais frágeis. Eles derretem a uma temperatura mais baixa do que o ferro puro, em torno de 1100 ºC.
Por ser moldável, é possível fabricar peças de diferentes tamanhos e complexidades com ela. Neste tipo de ferro é utilizado o ferro fundido do tipo cinzento, o que lhe confere estabilidade e moldabilidade..
Eles têm uma resistência à corrosão maior do que o aço. Além disso, eles são baratos e densos. Apresentam fluidez a temperaturas relativamente baixas, podendo preencher os moldes..
Eles também têm boas propriedades de compressão, mas são frágeis e quebram antes de serem dobrados, portanto, não são adequados para peças muito elaboradas..
É o ferro fundido mais comum, sendo a sua tonalidade cinzenta devida à presença de grafite. Possui concentração de carbono entre 2,5% e 4%; além disso, contém 1-3% de silicone para estabilizar o grafite.
Possui muitos dos atributos dos ferros fundidos básicos, sendo altamente fluido. É inflexível e dobra pouco antes de quebrar.
O carbono é adicionado, na forma de granito esférico, em uma concentração entre 3,2% e 3,6%. A forma esférica do grafite confere-lhe maior resistência ao impacto e maleabilidade do que o ferro cinzento, permitindo que seja usado em projetos detalhados e com arestas.
Conteúdo de carbono entre 0,03% e 1,76%. Entre suas qualidades estão a dureza, tenacidade e resistência aos esforços físicos. Em geral, enferrujam facilmente. Eles são soldáveis e podem ser processados no forjamento ou mecanicamente.
Eles também têm maior dureza e menos fluidez do que os ferros fundidos. Por isso precisam de altas temperaturas para fluir nos moldes..
Existem vários tipos de aço, cada um com diferentes aplicações:
A concentração de carbono pode variar, estabelecendo quatro formas: aço doce (0,25% carbono), aço semidoce (0,35% carbono), aço semiduro (0,45% carbono) e duro (0,5%).
É utilizado na fabricação de ferramentas, chapas de aço, veículos ferroviários, pregos, parafusos, automóveis e barcos.
Também chamado de aço elétrico ou aço magnético. Sua concentração de silício varia entre 1% e 5%, Fe varia entre 95% e 99%, e carbono tem 0,5%.
Além disso, pequenas quantidades de manganês e alumínio são adicionadas. Possui ótima dureza e alta resistência elétrica. É utilizado na fabricação de ímãs e transformadores elétricos.
É revestido com um revestimento de zinco que o protege da ferrugem e da corrosão. Portanto, é útil para fazer peças e ferramentas de tubos..
Possui uma composição de Cr (14-18%), Ni (7-9%), Fe (73-79%) e C (0,2%). É resistente à oxidação e corrosão. É usado na produção de talheres, bem como material de corte.
Sua composição é Mn (10-18%), Fe (82-90%) e C (1,12%). É duro e resistente ao desgaste. Usado em trilhos de trem, cofres e armaduras.
Possui 36% de Ni, 64% de Fe e 0,5% de carbono. Possui baixo coeficiente de expansão. É utilizado na construção de escalas indicadoras; por exemplo: fitas métricas.
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