A influência do nióbio na resistência à fadiga de liga de ferro fundido nodular austemperado

• Main Author: Cunha, Filipe Fernando da
• Publication Date: 2025
• Format: Master thesis
• Language: eng; por
• Source: Repositório Institucional da UCS
• Download full: https://repositorio.ucs.br/11338/15003
• topic: Metais - Fadiga; Ferro fundido - Propriedades mecânicas; Nióbio; Metals - Fatigue; Cast Iron - Mechanical properties; Niobium

Esta dissertação investigou a influência da adição de nióbio nas propriedades mecânicas e na resistência à fadiga de um ferro fundido nodular austemperado (ADI -Austempered Ductile Iron), com o objetivo de avaliar seu potencial como substituto parcial do molibdênio e explorar aplicações industriais. Foram produzidas três ligas com teores de nióbio de 0 %, 0,23 % e 0,29 %, submetidas ao tratamento térmico de austêmpera. As amostras foram caracterizadas quanto à composição química, microestrutura, propriedades mecânicas (tração, impacto, dureza) e resistência à fadiga por flexão rotativa. A adição de nióbio reduziu a nodularização e a densidade de nódulos, além de promover a formação de carbonetos de nióbio (NbC), confirmados por MEV e EDS. Observou-se aumento significativo no limite de escoamento com 0,23 % de Nb e uma diminuição do alongamento com 0,29 % de Nb. A tenacidade apresentou comportamento não crescente, com melhora para 0,23 % e queda para 0,29 %, enquanto a dureza aumentou com o teor de Nb, porém com maior dispersão na liga de maior concentração. Nos ensaios de fadiga, a liga sem Nb apresentou alta dispersão e baixo coeficiente de correlação (R² = 0,3), ao passo que as ligas com nióbio mostraram maior uniformidade e previsibilidade dos dados (R² = 0,80 e 0,76). No entanto, o limite de fadiga para vida infinita foi reduzido para 0,23 % de Nb e parcialmente recuperada com 0,29 % de Nb. Os resultados indicam que a adição de nióbio contribui para o aumento da resistência mecânica e para a diminuição da variabilidade no comportamento da fadiga para vida finita, sendo o teor de 0,23 % o mais promissor para aplicações que demandam melhor confiabilidade. Os resultados indicam que a adição de nióbio, como elemento de liga, pode contribuir para a melhoria de propriedades mecânicas do ferro fundido nodular austemperado. Entretanto, a aglomeração de carbonetos primários de NbC tende a prejudicar a tenacidade, ductilidade e resistência à fadiga. [resumo fornecido pelo autor]