Análise de parâmetros térmicos, estruturais e de composição na solidificação unidirecional de ferro fundido vermicular

• Processo: 13/18545-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2014
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: José Eduardo Spinelli
• Beneficiário: Thiago Sartorello Spinola
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Solidificação Ferro fundido Condutividade térmica Resfriamento Microestruturas Ensaios mecânicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ferro Fundido | nodularização | Solidificação Unidirecional | Transição Colunar-Equiaxial | Solidificação

Resumo

O ferro fundido vermicular é um material reconhecidamente tradicional, porém com limitações associadas ao seu processamento. Suas propriedades, de modo geral, enquadram-se entre aquelas do ferro fundido cinzento e as do ferro fundido nodular. Dessa forma, despertando interesse crescente da indústria automobilística nas ações de pesquisa e desenvolvimento deste metal. O ferro fundido vermicular possui propriedades mecânicas melhores que o cinzento e possui a condutividade térmica superior à do nodular, o que faz ser uma ótima alternativa para fabricação de blocos de motores de carros e caminhões. Mas ainda existem certas dificuldades no seu processamento, como, por exemplo, a exigência de controle estreito da composição de elemento nodularizante. O processo de solidificação de ferros fundidos pode proporcionar segregações de longo alcance, capazes de estabelecer diferenças composicionais significativas ao longo da espessura de uma peça. Os dispositivos de solidificação unidirecional são ferramentas essenciais na avaliação da formação microestrutural em função da evolução dos parâmetros térmicos de solidificação como taxa de resfriamento ( ), velocidade de deslocamento da frente de solidificação (v) e gradiente de temperatura (G). De posse dos lingotes produzidos após a solidificação, tais parâmetros de processamento podem ser correlacionados com parâmetros macro e microestruturais medidos ao longo dos lingotes, tais como a forma da grafita (em veios, grafita compacta ou esférica), tamanho da grafita, indice de nodularidade, comprimento da zona colunar, presença ou não de carbeto de ferro, etc. A presente proposta objetiva a realização de experimentos de solidificação unidirecional e o levantamento destas correlações para ferro fundido com e sem adição de Mg. Os resultados dos ensaios mecânicos permitirão ainda estabelecer correlações entre os valores de dureza (HB), limite de resistência à tração (su), limite de escoamento (se) e alongamento específico (d) com a evolução dos parâmetros microestruturais, inclusive incluindo a natureza, distribuição, tamanho e morfologia das segundas fases, sejam esta grafiticas ou não. Ainda serão alvos de investigações tanto a ocorrência de transição colunar-equiaxial (caso ocorra) para a liga testada quanto os efeitos combinados da taxa de resfriamento e do teor local de Mg na microestrutura resultante ao longo do lingote de ferro fundido solidificado.