Produção de ferro fundido nodular e determinação de suas propriedades com e sem a presença de nióbio

• Main Author: Resende, Roberto Cesar
• Publication Date: 2025
• Format: Master thesis
• Language: eng; por
• Source: Repositório Institucional da UCS
• Download full: https://repositorio.ucs.br/11338/14427
• topic: Niobium; Ferro fundido - Propriedades mecânicas; Nióbio; Moldagem (Fundição); Cast-iron - Mechanical properties; Molding (Founding)

Os ferros fundidos são amplamente utilizados em diversas indústrias devido às suas propriedades mecânicas e custo- benefício. Entre esses, o ferro fundido nodular se destaca pela sua ductilidade e resistência mecânica, propriedades atribuídas à sua microestrutura com grafita nodular. O presente estudo aborda a produção de ferro fundido nodular e a determinação de suas propriedades com e sem a adição de nióbio. Foram analisadas as adições de concentrações de 0,18 %, 0,25 % e 0,34 % em massa de nióbio em ferro fundido nodular. A pesquisa focou na análise das microestruturas resultantes e nas suas propriedades mecânicas, como resistência à tração, resistência ao escoamento, alongamento, dureza e energia absorvida no impacto. Os ensaios mecânicos confirmaram o efeito significativo da adição de nióbio nas propriedades do ferro fundido nodular. A análise de variância revelou através do teste F com confiança de 95% , que em todos os testes, a adição de nióbio influencia significamente a resistência a tração, resistência ao escoamento, dureza Brinell, alongamento e resistência ao impacto. O teste de Fisher confirmou diferenças estatísticas significativas entre as concentrações avaliadas, especialmente entre 0 % e 0,34 %. No alongamento pós-ruptura, as diferenças foram significativas na maioria das comparações, exceto entre 0,25 % e 0,34 %. Esses resultados reforçam que o nióbio melhora significativamente as propriedades mecânicas do material, com destaque para o aumento de resistência mecânica e dureza. Observou-se que o aumento das concentrações de nióbio, na faixa estudada, levou a um incremento na fração de perlita e a uma redução correspondente da fração de ferrita, com consequências positivas na resistência ao impacto até a concentração ótima, além da qual foi observada uma queda. Esse comportamento se deve à capacidade do nióbio de atuar como formador de carbonetos e de influenciar a estabilidade da perlita, o que favorece a resistência da matriz. Os resultados confirmam que o nióbio em concentrações específicas, exercem uma influência significativa sobre a microestrutura e as propriedades mecânicas do ferro fundido nodular. [resumo fornecido pelo autor]