Efeito do cromo na tixoconformabilidade de ferro fundido hipoeutético

Autor(es)

Davi Munhoz Benati

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica
• Data de defesa: 2016-03-02

Membros da banca

Andréa Madeira Kliauga; Conrado Ramos Moreira Afonso; Maria Helena Robert; Paulo Roberto Mei

• Orientador: Eugenio José Zoqui

Resumo

O trabalho investigou os efeitos do cromo na tixoconformabilidade de um ferro fundido hipoeutético Fe¿2,5%C¿1,5%Si com objetivo de desenvolver novas ligas tixoconformáveis com baixa viscosidade e estabilidade microestrutural no estado semissólido. Ligas com composição Fe¿2,5%C¿x%Cr¿1,5%Si (x igual a 0, 3, 5 e 7%Cr) foram produzidas por fundição convencional em molde de areia sem qualquer método específico para produção de material semissólido. O procedimento de análise consistiu em aquecer amostras até o estado semissólido para uma fração de líquido de 50% (temperaturas determinadas pelo software Thermo-Calc), mantê-las nesta temperatura pelos tempos de permanência de 0, 30, 60 e 90s e então: 1) resfriá-las ao ar até a temperatura ambiente para avaliação da estabilidade microestrutural (caracterização microestrutural, tamanho de grãos, contiguidade, distribuição de cromo); 2) submetê-las a testes de compressão a quente para avaliação do comportamento reológico (tensão e viscosidade máximas durante a conformação no estado semissólido). Propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de dureza e flexão em três pontos. Ensaios de aquecimento in situ foram realizados para estudo da transição sólido-líquido das ligas. Os resultados mostraram grande estabilidade microestrutural das ligas, sem variações significativas em função do processamento no estado semissólido. As ligas contendo cromo apresentaram microestrutura composta por glóbulos de perlita cercados por ledeburita (perlita + M3C) para as ligas com 3 e 5%Cr e eutético perlita + M7C3 para as ligas com 7%Cr; a presença do cromo não comprometeu o comportamento reológico ¿ as faixas de tensão e viscosidade máximas mantiveram-se da ordem de 5MPa e 105Pa.s, respectivamente, níveis semelhantes aos observados para a liga Fe¿2,5%C¿1,5%Si. A dureza das ligas contendo cromo girou em torno de 50HRc e o limite de resistência à flexão foi da ordem de 1000MPa. Todas as ligas avaliadas apresentaram-se pouco dúcteis, com superfície de fratura evidenciando comportamento predominantemente frágil e deformação máxima em flexão não maior que 1,5% para a liga 0%Cr. Assim, adições de cromo mostraram-se uma rota eficiente para aumento da dureza da liga Fe¿2,5%C¿1,5%Si permitindo a manutenção de baixos níveis de tensão e viscosidade durante o processamento no estado semissólido (AU)