O tema Propriedades Mecânicas dos Ferros Fundidos assume importância crescente para as fundições brasileiras, dentro do universo dos conhecimentos necessários ao desenvolvimento de produtos fundidos. O livro tem como público-alvo principal o estudante de engenharia, de graduação ou de pós-graduação e é resultado de mais de 30 anos de experiência docente do autor em cursos de engenharia mecânica.
A obra inicia com uma visão geral sobre os tipos de ferros fundidos e sua utilização. Segue-se uma rápida revisão sobre a metalurgia dos ferros fundidos, enfocando-se principalmente o desenvolvimento da microestrutura, que vai condicionar as propriedades mecânicas do componente. Também dentro desta visão apresenta-se um capítulo sobre tratamentos térmicos de ferros fundidos, importante ferramenta de modificação de propriedades mecânicas.
Na discussão das propriedades mecânicas, sempre que possível, procurou-se apresentar os diversos ferros fundidos dentro de um mesmo capítulo, como por exemplo, no capítulo sobre Módulo de Elasticidade. Decidiu-se incluir um capítulo sobre Normas, para familiarizar o estudante com esta importante ferramenta de relacionamento fornecedor-cliente.
O livro finaliza com uma discussão sobre seleção de material em alguns componentes automobilísticos, onde os ferros fundidos têm aplicação importante. Discute-se ali a concorrência entre materiais, que certamente não se esgotou até o presente momento. Redução de peso e aumento de desempenho são critérios sempre presentes.
Ao final de cada capítulo existe uma lista de exercícios, que consolida e amadurece a compreensão do conteúdo do capítulo.
1. Introdução
2. Tipos de ferros fundidos
3. Fundamentos
3.1 Metalurgia dos ferros fundidos
3.2 Tratamentos térmicos de ferros fundidos
4. O processo de fratura dos ferros fundidos
4.1 Ferros fundidos nodulares e maleáveis pretos – modos de fratura e mecanismos de propagação de trincas
4.2 Fratura dútil em ferros fundidos nodulares e maleáveis pretos
4.3 Fratura por clivagem em ferros fundidos nodulares
4.4 Fratura intergranular em ferros fundidos nodulares e maleáveis pretos
4.5 Fratura por fadiga em ferros fundidos nodulares
4.6 Ferros fundidos cinzentos – modos de fratura e propagação de trincas
4.7 Fratura por fadiga em ferros fundidos cinzentos
4.8 Ferros fundidos cinzentos e nodulares – efeito da matriz e do tipo de solicitação
4.9 Ferros fundidos vermiculares – modos de fratura e mecanismos de propagação de trincas
4.10 Fratura por fadiga em ferros fundidos vermiculares
5. Normas técnicas
5.1 Ferros fundidos cinzentos
5.2 Ferros fundidos nodulares
5.3 Ferros nodulares austemperados
5.4 Ferros fundidos nodulares simo
5.5 Ferros fundidos nodulares austeníticos
5.6 Ferros fundidos vermiculares
5.7 Ferros fundidos para aplicações especiais
6 Propriedades estáticas
6.1 O ensaio de tração em ferros fundidos
6.2 Módulo de elasticidade de ferros fundidos
6.3 Propriedades estáticas de ferros fundidos cinzentos
6.4 Propriedades estáticas dos ferros fundidos nodulares
6.5 Propriedades estáticas dos ferros fundidos vermiculares
7. Resistência à fadiga dos ferros fundidos
7.1 Conceitos iniciais
7.2 Resistência à fadiga dos ferros fundidos nodulares
7.3 Resistência à fadiga de ferros fundidos cinzentos
7.4 Resistência à fadiga dos ferros fundidos vermiculares
8. Propriedades físicas dos ferros fundidos
8.1 Densidade
8.2 Expansão térmica
8.3 Condutividade térmica
8.4 Calor específico
8.5 Propriedades elétricas e magnéticas
8.6 Propriedades acústicas
8.7 Amortecimento de vibrações
9. Propriedades dos ferros fundidos a altas temperaturas
9.1 Introdução
9.2 Oxidação
9.3 Estabilidade dimensional e estabilidade da microestrutura
9.4 Resistência a quente
9.5 Fluência
9.6 Fadiga térmica
9.7 Fadiga termomecânica
9.8 Desgaste a quente
9.9 Ferros fundidos nodulares ligados ao silício e molibdênio
9.10 Ferros fundidos nodulares austeníticos
10. Propriedades estáticas a baixas temperaturas
10.1 Aplicações a baixas temperaturas
10.2 Ferros fundidos nodulares
10.3 Ferros fundidos cinzentos
11. Resistência ao impacto dos ferros fundidos
11.1 A transição dútil-frágil
11.2 Ferros fundidos nodulares
11.3 Ferros fundidos vermiculares
11.4 Ferros fundidos cinzentos
12. Tenacidade à fratura de ferros fundidos
12.1 Introdução
12.2 Ferros fundidos nodulares
12.3 Ferros fundidos vermiculares
12.4 Ferros fundidos cinzentos
13. Desgaste em componentes de ferros fundidos
13.1 Conceitos iniciais
13.2 Componentes com lubrificação
13.3 Desgaste sem lubrificação
14. Ferros nodulares austemperados
14.1 Propriedades mecânicas estáticas
14.2 Propriedades mecânicas das diversas classes
14.3 Resistência à fadiga
14.4 Propriedades a baixas temperaturas
14.5 Resistência ao impacto e tenacidade à fratura
14.6 Propriedades mecânicas em peças espessas
14.7 Resistência ao desgaste
14.8 Propriedades físicas
14.9 Ferros nodulares austemperados – austenitização na zona crítica
15. Usinabilidade dos ferros fundidos
15.1 Conceitos iniciais
15.2 O processo de formação do cavaco
15.3 Mecanismos de desgaste da ferramenta
15.4 Zona afetada pela usinagem e a formação do cavaco em ferros fundidos
15.5 Usinabilidade dos ferros fundidos – efeitos da microestrutura
15.6 Usinabilidade dos ferros fundidos cinzentos
15.7 Usinabilidade dos ferros fundidos nodulares
15.8 Usinabilidade de ferros nodulares austemperados
15.9 Usinabilidade de ferros fundidos vermiculares
15.10 A usinagem da superfície de peças fundidas
16. Mecanismos de fragilização e defeitos de microestrutura dos ferros fundidos
16.1 Morfologias degeneradas de grafita em ferros fundidos nodulares
16.2 Morfologias degeneradas de grafita em ferros fundidos cinzentos
16.3 Distribuição inadequada de grafita em ferros fundidos
16.4 Presença de fases indesejáveis
16.5 Decoesão em contorno de grão
16.6 Fragilização por hidrogênio
16.7 Fragilização por líquidos
17. Discussão sobre seleção de material e desenvolvimento de produtos para alguns componentes automobilísticos
17.1 Tendências no uso de materiais na indústria automobilística
17.2 Bloco de motor
17.3 Cabeçote de motor
17.4 Pistão
17.5 Eixo comando de válvula
17.6 Coletor de exaustão
17.7 Disco e tambor de freio
17.8 Girabrequim
17.9 Biela
17.10 Cubo de roda
17.11 Manga de ponta de eixo e braço de suspensão
17.12 Exemplos adicionais de reprojeto da peça
Wilson Luiz Guesser
Engenheiro Metalurgista (1976); Mestre em Engenharia Metalúrgica (1983); Doutor em Engenharia Metalúrgica (1993).