Avaliação da microestrutura resultante de variações no tratamento in mold para produção de ferro fundido nodular
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Data
2022-05-26
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Editor
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
Resumo
O ferro fundido nodular é um importante material de engenharia por possuir excelente combinação de propriedades mecânicas e metalúrgicas, sendo principalmente aplicado para fabricação de componentes na indústria mecânica pesada e, particularmente, no setor automobilístico. Apresenta grafita na forma de nódulos ou esferoidal e, dependendo da matriz metálica, associa ou alterna valores de limites de resistência e alongamento fundamentais em certos projetos. Para alcançar estas características, requer, durante sua produção, adequado tratamento de nodularização, etapa do processo em que se determina a mudança na grafita. As ações adotadas para o processo de nodularização no molde do presente estudo são as alterações das formas e dimensões da câmara de reação (tampa esférica e retangular) e na quantidade de liga nodularizante. Nos experimentos foram utilizados corpos de prova escalonados com diferentes seções para verificar a influência da velocidade de resfriamento na formação da grafita esferoidal e na constituição da matriz metálica, de forma a demonstrar a eficácia da nodularização in mold e apresentar os resultados de microestrutura e dureza para cada espessura e um corpo de prova de tração para comparar as propriedades mecânicas para cada condição. O procedimento experimental permitiu identificar a relação entre as formas e dimensões da câmara de reação com a microestrutura. Determinou-se também a menor proporção de liga para que a reação de nodularização se complete, sem comprometer a microestrutura e as propriedades desejadas para o produto. Pode-se constatar que o processo "in mold" possibilita um melhor controle da nodularização, alcança um rendimento do magnésio (acima de 70% para menor proporção de liga nodularizante) e como consequência, elevado grau de nodularização. As formas esférica e retangular apresentaram grau de nodularidade acima de 90%. A câmara esférica apresentou maior grau de nodularização em relação a câmara retangular nos canais de distribuição proporcionando resultados de limite de resistência a tração e limite de escoamento superior aos resultados de câmara retangular. As conclusões da pesquisa representam contribuições relevantes para a fabricação de ferros fundidos nodulares, seriados ou não, com melhoria do processo de nodularização no molde e consequente redução de custos.
Descrição
Palavras-chave
Ferro fundido nodular, Microestrutura, Grafita, Ligas (Metalurgia) - Propriedades mecânicas