Produção e caracterização física e mecânica de ferros fundidos nodulares e ferros fundidos nodulares austemperados com adição de nióbio
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Paulo Roberto Cetlin
Antonio Eustaquio de M Pertence
Joel Lima
Pedro Amedeo Nannetti Bernardini
Antonio Eustaquio de M Pertence
Joel Lima
Pedro Amedeo Nannetti Bernardini
Resumo
A produção de ferros fundidos nodulares e de ferros fundidos nodulares austemperados ADI- geralmente envolvem uma inoculação e nodulização de 0,03-0,06% de Magnésio e a presença de Cromo, Níquel, Cobre e Molibdênio. A adição de Nióbio não é comum. Os relatos na literatura mostram que o Nióbio leva a melhores propriedadesmecânicas do ferro fundido nodular e, resultados recentes indicam que 0,5% de Nióbio aumenta a resistência ao impacto, mas diminui sua dureza, em relação a um ferro fundido nodular comum. O processo de produção de ferros fundidos com Nióbio é dificultado, segundo dados da literatura, devido à presença de Carbono em teores mais elevados, que são típicos dessa liga. Este estudo apresenta uma metodologia deprodução de ferros fundidos com Nióbio e analisa os efeitos da adição de 0,23%, 0,47%, 0,67% e 0,85% de Nióbio a um ferro fundido nodular, nas suas microestruturas, resistência à tração, limite de escoamento e alongamento, resistência ao impacto, propriedades de desgaste e fadiga. O estudo mostrou que a fração de volume de perlita aumenta e o número de esferóides de grafita parece diminuir à medida que o teor deNióbio é aumentado, conduzindo a um aumento na resistência à tração e dureza destes materiais, associado a valores importantes de alongamento, impacto e fadiga. A resistência ao desgaste também aumenta discretamente à medida que se aumenta o teor de Nióbio. Para o ferro fundido nodular austemperado com Nióbio, os resultados indicam uma preponderância da influência da matriz em relação à adição de Nióbio para quase todas as propriedades estudadas.
Abstract
The production of ductile cast iron and austempered ductile cast iron - ADI- usually involves an inoculation 0.03-0.06% Magnesium and the presence of Chromium, Nickel, Copper and Molybdenum. The addition of Niobium is not common. Reports in theliterature show that Niobium leads to improved mechanical properties of the ductile cast iron and recent findings indicate that the 0.5% Niobium increases its strength andimpact strength, but decreases its hardness in relation to a ductile iron without Niobium. The process of production of cast iron with Niobium is difficult, according to the literature, due to the presence of carbon at higher levels, which are typical of this alloy. This study presents a methodology for the production of cast iron with Niobium and analyzes the effects of the addition of 0.23%, 0.47%, 0.67% and 0.85% Niobium to a ductile cast iron in their microstructures, tensile strength, yield strength and elongation, impact resistance, wear and fatigue properties. The study showed that the volume fraction of perlite increases and the number of spheroidal graphite decreases as the content of Niobium is increased, leading to an increase in tensile strength and hardness of these materials. These is also an increase in the tensile ductility, impact resistance and elongation for an addition of 0.23% Niobium. For austempered ductile cast iron with niobium, the results indicate a preponderance of the influence of the matrix compared to the influence of the addition of Niobium.
Assunto
Processos de fabricação, Engenharia mecânica
Palavras-chave
Ferro fundido nodular austemperado, Nióbio, Ferro fundido nodular, Propriedades mecânicas, Microestrutura