Os tubos de ferro dúctil são onipresentes nas redes municipais de dutos e na construção industrial. Por que se tornaram a “força principal” no abastecimento e drenagem de água? Tudo decorre do próprio material-ferro dúctil.
Hoje não discutiremos modelos específicos de tubos ou construção e instalação. Em vez disso, retornaremos ao básico e aprofundaremos a compreensão do que realmente é o ferro dúctil e quais são suas características marcantes.
01. O que é “ferro dúctil”?
Ferro dúctil refere-se ao ferro fundido no qual o carbono precipita como grafite esférica durante o processo de solidificação do ferro fundido.
Comparado ao ferro fundido cinzento, a diferença mais significativa em sua estrutura metalográfica está na alteração do formato do grafite. Isso evita a presença de grafite pontiagudo no ferro fundido cinzento, reduzindo bastante o efeito de corte do grafite na matriz metálica e eliminando essencialmente a concentração de tensão causada pelo grafite em flocos.
É esta otimização da microestrutura que permite que a taxa de utilização da resistência da matriz metálica atinja 70-90%, maximizando o desempenho do material.
O ferro fundido dúctil, assim como o aço, pode ter seu desempenho melhorado ainda mais por meio de tratamento térmico e ligas. Por exemplo, o ferro fundido dúctil tratado adequadamente pode atingir excelente tenacidade, com alongamento de até 24%; sua resistência à tração pode chegar a 1400 MPa, aproximando-se essencialmente do nível de desempenho do aço.
02. Estrutura Metalográfica e Propriedades Mecânicas
As propriedades mecânicas estão intimamente relacionadas com a estrutura metalográfica dos metais; a estrutura metalográfica determina as propriedades mecânicas. O ferro dúctil não é exceção. Somente quando o grafite é esferoidizado a matriz metálica pode funcionar de forma eficaz, melhorando significativamente as propriedades mecânicas do ferro fundido. Portanto, a pesquisa metalográfica do ferro dúctil é um pré-requisito para compreendê-lo e utilizá-lo.
I. Estrutura Metalográfica
Classificação de esferoidização:
Toda a superfície inspecionada foi observada em estado polido com uma ampliação de 100x. A taxa de esferoidização foi definida como a porcentagem de partículas de grafite esferoidais em relação ao número total de partículas de grafite, e foi dividida em seis níveis, sendo os níveis 1-3 considerados aceitáveis.
| nível de esfericidade | ilustrar | Esfericidade |
| Nível 1 | A grafite é esférica, com uma pequena quantidade em aglomerados, sendo permitida uma quantidade muito pequena na forma floculenta. | Maior ou igual a 95% |
| Nível 2 | A maior parte da grafite é esférica, com o restante em aglomerados e uma quantidade muito pequena na forma floculenta. | 90% |
| Nível 3 | A maior parte da grafite está em aglomerados, o restante na forma floculenta e uma quantidade muito pequena em formato de verme-é permitida. | 80% |
| Nível 4 | A grafite é distribuída em formas dispersas-semelhantes a vermes, esféricas, aglomeradas-e floculentas. | 70% |
| Nível 5 | A grafite ocorre em formas agregadas, semelhantes a vermes, -em flocos, esféricas, aglomeradas-e floculentas. | 60% |
| Nível 6 | O grafite ocorre em flocos agregados, em formas semelhantes a vermes e muito raramente em formas esféricas. | 50% |
Tamanho de grafite:
O tamanho das esferas de grafite no ferro dúctil tem um impacto significativo em suas propriedades mecânicas: reduzir o diâmetro das esferas de grafite e aumentar o número de esferas por unidade de área pode melhorar significativamente a resistência, a plasticidade e a tenacidade do ferro dúctil. A redução do diâmetro das esferas de grafite aumenta o número de esferas de ferro dúctil por unidade de área, o que pode melhorar a resistência à fadiga. Portanto, o refino do grafite também é um requisito para melhorar a resistência à fadiga.
No padrão GB/T9441-2009, o tamanho do grafite é classificado como grau 3-8, sendo o grau 6-8 o padrão aceitável.
| nível | Comprimento de grafite (mm) observado em 100X | Comprimento real de grafite/mm |
| 3 | >25~50 | >0.25~0.5 |
| 4 | >12-25 | >0.12~0.25 |
| 5 | >6-12 | >0.06-0.12 |
| 6 | >3-6 | >0.03-0.06 |
| 7 | >1.5-3 | >0.015-0.03 |
| 8 | Menor ou igual a 1,5 | Menor ou igual a 0,015 |
II. Relação entre várias matrizes e propriedades mecânicas
Ferrita:
Possui boa plasticidade e tenacidade e é a principal estrutura de matriz para a produção de tubos de ferro dúctil de alta-resistência.
01
Perlita:
No ferro dúctil, a morfologia da perlita é geralmente classificada em três níveis: perlita grossa, perlita lamelar e perlita lamelar fina. À medida que a perlita se torna mais fina, a resistência e a dureza do ferro dúctil aumentam. Se a matriz for perlita granular, o ferro dúctil mantém uma certa resistência ao mesmo tempo que apresenta maior plasticidade.
02
Austenita, bainita, martensita:
A resistência-ultraalta pode ser obtida por têmpera isotérmica de austenita, bainita superior ou bainita inferior.
03
cementita:
A cementita tem principalmente formato de-agulha ou tira-e, em ferro dúctil, pode facilmente tornar a matriz quebradiça, portanto sua presença deve ser evitada.
04
Fosfato eutético:
Os eutéticos de fosfato têm um efeito prejudicial muito maior nas propriedades do ferro dúctil do que no ferro fundido cinzento. Os eutéticos de fosfato binário ou ternário distribuídos ao longo dos limites dos grãos reduzem severamente a tenacidade, a plasticidade e a resistência do ferro dúctil. Após o impacto, sempre começam a aparecer rachaduras nas bordas dos eutéticos de fosfato.
05
III. Propriedades Mecânicas
As propriedades mecânicas do ferro dúctil são testadas principalmente quanto à resistência à tração e dureza Brinell.
Para produtos de tubos de ferro dúctil, aderimos estritamente aos padrões nacionais para garantir que cada tubo que sai da fábrica atenda aos seguintes requisitos de propriedade mecânica:
| Diâmetro nominal DN (mm) | Resistência à tração Rm (MPa) | Resistência ao escoamento Rp0,2 (MPa) | Alongamento A (%) | Dureza Brinell (HBS) |
| 80-1000 | Maior ou igual a 420 | Maior ou igual a 300 | Maior ou igual a 10 | Menor ou igual a 230 |
| 1100-2600 | >420 | Maior ou igual a 300 | Maior ou igual a 7 | Menor ou igual a 230 |
Das matérias-primas aos produtos acabados, o ferro dúctil, com seu desempenho abrangente e superior, tornou-se um material essencial para a construção moderna de dutos. Como fabricantes profissionais, controlamos a qualidade do material desde a origem, fornecendo tubos de ferro dúctil mais seguros e duráveis usando produtos de alta-qualidade.
Características dos tubos de ferro dúctil
Boa tenacidade, alta resistência, resistência à corrosão e parede fina do tubo
Suas propriedades mecânicas são próximas às dos tubos de aço e sua resistência à corrosão é superior à dos tubos de aço.
É altamente adaptável a forças repentinas e a seção do tubo não é facilmente dobrada ou deformada durante o uso.
O uso de interfaces flexíveis facilita a construção e reduz custos do projeto
Longa vida útil, baixo custo de manutenção e bom desempenho ambiental
Se você tiver alguma dúvida sobre o desempenho do produto, parâmetros técnicos ou cenários de aplicação, não hesite em nos contatar para discussão.
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