Produção e caracterização de ferros fundidos nodulares ligados com nióbio submetidos a tratamentos termoquímicos de boretação e termorreativos

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Aureliano Junior, Ricardo Tadeu
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: austêmpera; austempere; boretação e difusão termorreativa; boronizing and thermoreactive diffusion thermochemical; Cast iron; ductile; ferro fundido; nióbio; niobium; nodular
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-01042021-164712/

Os ferros fundidos nodulares austemperados, mais conhecido como ADIs, (Austempered Ductile Iron), constituem-se em importantes materiais de engenharia, apresentando boas combinações de propriedades mecânicas, baixo custo de produção, boa usinabilidade e boa fluidez. São considerados materiais de alto potencial para substituir os aços em peças fundidas, peças forjadas de aço e até mesmo ligas de alumínio, em muitas aplicações mecânicas. Suas resistências a tração e ao desgaste podem ser melhoradas com a adição de nióbio. Os desempenhos dos ADIs podem ser melhorados ainda mais pela produção de camadas superficiais com características tribológicas muito superiores as dos substratos. Dentre os processos disponíveis para obtenção de camadas de elevadas durezas, e o consequente desempenho tribológico superior, destacam-se os tratamentos termoquímicos realizados em banhos de sal, tais como, o tratamento termorreativo de difusão (TRD) e a boretação. O objetivo deste trabalho consistiu na produção de ferros fundidos nodulares austemperados, com teores variáveis de nióbio e a produção de camadas de elevados desempenhos tribológicos e de corrosão, por meio de tratamentos termoquímicos de boretação e difusão termorreativa (TRD) sobre os mesmos, visando a obtenção de um composto com características especiais proporcionadas pelos desempenhos conjuntos otimizados do substrato/material. No presente trabalho foram utilizadas quatro composições químicas de ferros fundidos nodulares, sendo três ligadas com nióbio, com teores de 0.5 ;1 e 2% e uma liga referência sem adição do mesmo, com a finalidade de analisar a influência da adição desse elemento nas características microestruturais, propriedades mecânicas e tribológicas dos ferros fundidos nodulares nas condições bruta de fundição e austemperada. Teores de nióbio crescentes resultaram no melhoramento das características mecânicas e tribológicas do substrato. Sobre as ligas foram produzidas camadas de boretos ou carbonetos por meio de tratamentos termoquímicos em banhos de sais, sendo obtidas camadas uniformes com durezas e resistências ao desgaste e à corrosão muito superiores as dos substratos correspondentes. A produção de camadas de elevadas durezas, resistentes ao desgaste e a corrosão, associada a ferros fundidos nodulares austemperados com adição de nióbio, se mostra bastante indicada para manufatura de componentes mecânicos sujeito a condições e ambientes severos de trabalho.