Influência de diferentes teores de silício, cobre e estanho na microestrutura e nas propriedades mecânicas do ferro fundido com grafita compacta
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Data
2019-12-13
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Editor
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
Resumo
Os ferros fundidos com grafita compacta (CGI) são ligas cuja microestrutura é composta de partículas de grafita dispersas em uma matriz metálica, em geral consistindo de perlita ou uma mistura de perlita e ferrita. A grafita aparece com a configuração de "vermes", ou seja, como partículas relativamente grossas, alongadas, não orientadas e com as extremidades arredondadas, formando uma rede tridimensional interconectada ao longo do material, em uma morfologia que pode ser considerada entre aquelas observadas para o ferro fundido cinzento e para o ferro fundido nodular. Essa morfologia intermediária da grafita, juntamente com a matriz metálica, confere ao material uma combinação de propriedades mecânicas e físicas favoráveis, que usualmente estariam presentes nos demais tipos de ferros fundidos apenas em parte. Dessa forma, os ferros fundidos com grafita compacta exibem boa resistência mecânica, tenacidade, elevada condutividade térmica e ainda capacidade de amortecimento de vibrações. Esse conjunto de propriedades torna essas ligas ferrosas de grande interesse para a indústria automotiva, especialmente para a fabricação de blocos e cabeçotes de motores a diesel. Dentro desse contexto, o trabalho envolveu a confecção e caracterização de ligas de ferro fundido com grafita compacta em dez diferentes condições de composições químicas. Os corpos de provas foram obtidos pelo processo de fundição, a partir da construção de um modelo com um sistema de vazamento desenvolvido para permitir a incorporação de valores definidos de silício, cobre e estanho. Foram realizados ensaios de dureza Brinell e ensaios de tração e impacto, bem como a avaliação da microestrutura, envolvendo análises por meio de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura, com observação da matriz e das partículas de grafita. Além disso, os resultados obtidos nos experimentos práticos foram comparados utilizando o software MAGMASOFT®. Verificou-se boa correlação do acréscimo de silício com o aumento de ferrita e com o aumento da quantidade de grafita por mm2. No que diz respeito às adições de cobre e estanho, verificou-se boa correlação com o aumento percentual de perlita associada ainda a redução do tamanho médio da grafita.
Descrição
Palavras-chave
Ferro fundido, Microestrutura, Metais - Propriedades mecânicas, Simulação (Computadores)