Desenvolvimento de liga de ferro fundido nodular para obtenção de ADI utilizando fluxo de ar aquecido na austêmpera

• Main Author: Pereira, Leonardo
• Publication Date: 2024
• Format: Doctoral thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Download full: http://hdl.handle.net/10183/283592
• topic: Ferro fundido nodular; Austêmpera; Transferência de calor; Austempered ductile iron; Air cooling; ADI

O objetivo deste trabalho é desenvolver um método inovador de obtenção do ferro fundido nodular austemperado (ADI) através da austêmpera realizada com ar aquecido. O ADI possui uma microestrutura extremamente refinada, denominada ausferrita, que lhe confere ótima resistência à tração, mantém razoável ductilidade e boa resistência ao impacto. Parte-se da hipótese que para isso ocorrer é necessário desenvolver uma liga de ferro fundido nodular com austemperabilidade adequada, e de um dispositivo em escala piloto, para a realização da austêmpera com ar aquecido. Avaliou-se o efeito de cobre, níquel, molibdênio e manganês na austemperabilidade do ferro fundido nodular por simulação computacional. O níquel mostrou a maior capacidade de modificar essa propriedade. Usando software de simulação termodinâmica e cinética, foram simulados diagramas TTT e estimadas curvas de resfriamento em diferentes velocidades e temperaturas do ar com simulação numérica. As simulações indicaram que o níquel reduz a solubilidade do carbono na matriz metálica a 900 °C, em equilíbrio com a grafita. Produziram-se corpos de prova padrão em formato Y de 13 mm da ASTM A897M, de ferro nodular de seis ligas diferentes, contendo teores de níquel entre 0,2% até 2%. Observou-se experimentalmente que é possível a obtenção de ADI utilizando fluxo de ar aquecido com velocidade de 9 m/s à 280°C em um corpo de prova padrão. A liga base contendo, em média, 3,4% C, 2,7% Si, 1,0% Cu, 0,3% Mn, 0,2% Mo, 0,1% Cr e 1,13% Ni, é adequada para obtenção de ADI com uma microestrutura de ausferrita livre de perlita. Esta pesquisa abre novas possibilidades para exploração no campo da metalurgia, despertando interesse nos potenciais do ADI.