Curso Nodular Eduardo

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  • Metalurgia dos Ferros Fundidos Nodulares

    Aspectos fundamentais na produo e controle

    Eduardo de S. Moreira Ago/2010 ver. Jul/2011

  • Tpicos

    Apresentao

    - A Fundio caro Ltda

    - Processos da Fundio caro Ltda

    Objetivo

    Introduo

    - Ferros Fundidos Cinzentos, Vermiculares e Nodulares

    - Propriedades dos Ferros Fundidos Cinzentos

    - Propriedades dos Ferros Fundidos Nodulares

    - Comparativo entre as propriedades

    - Diagrama Fe-C

    Nucleao

    - Estado Liquido para o Slido

    - Nucleao Homognea

    - Nucleao Heterognea

    - Estruturas de Solidificao

    - Estruturas de Formao dos Eutticos

    - Solidificao dos Ferros Fundidos Cinzentos e Nodulares

    - Ferros Fundidos Nodulares

    - Grau de Nodularizao

    - Tamanho das Grafitas

    - Nmero de Ndulos

    - Matriz

    2Fundio caro Ltda

  • Obteno de Ferro Fundido Nodular (Teoria)

    - Como Obter Ferro Fundido Nodular- FeSiMg- Tratamento do Banho para que ocorra Nodularizao- O processo Sanduiche- O processo de Panela Rotativa

    Defeitos Causados na Nodularizao

    - Baixa Nodularizao- Coquilhamento e Grafita Explodida

    Defeitos Mais Comuns em Ferros Fundidos Nodulares

    - Defeitos Mais Comuns Carbonetos- Defeitos Mais Comuns Coquilhamento Direto- Defeitos Mais Comuns Coquilhamento Inverso- Defeitos Mais Comuns Flotao de Grafita (Ou Flutuao de Grafita)- Diagrama de Henderson

    Obteno de Matriz Ferrtica ou Perltica

    - Obteno de matriz ferrtica- Obteno de matriz perltica- Efeito dos elementos de liga- Efeito dos elementos Carbono- Efeito dos elementos Silcio- Efeito dos elementos Mangans

    3Fundio caro Ltda

  • Controle de Nodularizao

    Obteno de Ferro Fundido Nodular (Prtica)

    - Sequncia de Nodularizao na pratica

    Bibliografia

    4Fundio caro Ltda

  • Apresentao

    Nome: Eduardo de S. Moreira

    Empresa: Fundio caro Ltda

    5Fundio caro Ltda

  • Empresa

    A Fundio caro Ltda est no mercado de fundio a mais de 15 anos.

    Sua produo predominante de Ferro Fundido Nodular 80%, sendo os outros 20% de Ferro Fundido Cinzento.

    Nossa capacidade produtiva atual de 200Ton/Ms por turno

    A Fundio caro Certificada ISO9001:2008

    6Fundio caro Ltda

  • Empresa

    Nosso processo composto por:

    Fuso:

    Fornos a induo

    Moldagem:

    Em areia a verde, 1 Linha automtica Vick.

    7Fundio caro Ltda

  • Empresa

    Macharia: Shell e ColdBox

    Laboratrio:EspectrmetroMicroscpio MetalogrficoDurmetroEtc;

    8Fundio caro Ltda

  • Objetivo

    O Objetivo deste material compreender:

    Os mecanismos de solidificao dos Ferros Fundidos Cinzentos e Nodulares.

    As diferenas Fsico/Qumicas entre os Ferros Fundidos Cinzentos e Nodulares

    A fabricao, na teoria e prtica dos Ferros Fundidos Nodulares.

    9Fundio caro Ltda

  • Introduo

    10Fundio caro Ltda

  • Ferros Fundidos Cinzentos, Vermiculares e Nodulares

    11Fundio caro Ltda

  • Ferros Fundidos Cinzentos, Vermiculares e Nodulares

    12Fundio caro Ltda

  • Propriedades dos Ferros Fundidos Cinzentos

    13Fundio caro Ltda

  • Propriedades dos Ferros Fundidos Nodulares

    14Fundio caro Ltda

  • Comparativo de Propriedades

    15Fundio caro Ltda

  • Diagrama Fe-C

    16Fundio caro Ltda

  • Nucleao

    17Fundio caro Ltda

  • Estado Lquido

    A estrutura do metal lquido se caracteriza por um estado desordenado de tomos, onde ocorrem e desaparecem aleatoriamente regies de ordenao de curto alcance (Ncleos de solidificao que aparecem e desaparecem).

    18Fundio caro Ltda

  • Estado Liquido

    19Fundio caro Ltda

    Nesta animao mostrado como os ncleos aparecem e desaparecem

  • Estado Liquido para Solido

    20Fundio caro Ltda

  • Estado Slido

    No metal slido, os tomos apresentam uma ordenao segundo uma estrutura cristalina. Ou seja, se posicionam no espao conforme uma ordem definida e regular.

    21Fundio caro Ltda

  • Nucleao

    A nucleao pode ser homognea ou heterognea

    22Fundio caro Ltda

  • Nucleao Homognea

    So ncleos que aparecem no meio liquido, e se, ultrapassarem o raio critico, se tornam ncleos efetivos e crescem, caso contrario, voltam a se diluir no meio liquido.

    23Fundio caro Ltda

  • Nucleao Heterognea

    Ocorre sob a influencia de um substrato (Areia do molde, incluses slidas, inoculantes, etc;) O embrio se forma na superfcie do substrato.

    24Fundio caro Ltda

  • Mecanismo de Crescimento do Ncleo

    Quando o ncleo estvel se forma, ele recebe tomos a partir do liquido.

    25Fundio caro Ltda

  • Estruturas de Solidificao

    Podem Ser Solido / Planar ou

    Solido/liquido Dendrtica

    26Fundio caro Ltda

  • Interface Slido/Planar:

    Aos, FoFo Branco, Lates, Algumas Ligas de Al

    27Fundio caro Ltda

  • Interface Slido/Liquido Dendrtica

    Ferros Fundidos Cinzento e Nodular (Solidificao Pastosa)

    28Fundio caro Ltda

  • Estrutura da solidificao do euttico Irregular Cooperativo

    Este euttico ocorre quando uma das fases que precipita um composto metal com no metal.

    Quando essas fases solidificam, elas crescem em direes preferenciais determinadas pelos planos atmicos e no paralela ao fluxo de calor.

    Normalmente apresenta morfologia Lamelar.

    29Fundio caro Ltda

  • Estrutura da formao do euttico divorciado

    Este euttico ocorre quando uma fase solidifica antes da nucleao da outra fase.

    Quando isso ocorre, uma fase no serve de substrato para a outra, ocorrendo o encapsulamento da outra fase.

    Normalmente apresenta morfologia Nodular (A grafita encapsulada pela austenita).

    30Fundio caro Ltda

  • Estrutura de formao dos eutticos

    A figura a seguir mostra a formao de um euttico Cooperativo (Ferro Cinzento), e de um euttico Divorciado (Ferro Nodular).

    31Fundio caro Ltda

  • Solidificao dos Ferros Fundidos Cinzentos

    Geralmente, possuem composies qumicas que vo do hipoeuttico ao euttico, conforme as propriedades mecnicas requeridas.

    Quanto mais hipoeuttica a composio, maior a quantidade de austenita que se formam antes do euttico.

    O Euttico dos ferros fundidos cinzentos Cooperativo

    32Fundio caro Ltda

  • Ferros Fundidos Cinzentos

    So ferros Fundidos em que a maior parte do carbono de sua microestrutura est na forma de lamelas de grafita, sendo obtido no estado bruto de fundio.

    Fundio caro Ltda 33

  • Ferros Fundidos Cinzentos

    Fundio caro Ltda 34

  • Ferros Fundidos Cinzentos

    Fundio caro Ltda 35

  • Ferros Fundidos Cinzentos

    Fundio caro Ltda 36

  • Ferros Fundidos Cinzentos

    Fundio caro Ltda 37

    Grafita Tipo A

  • Ferros Fundidos Cinzentos

    Fundio caro Ltda 38

    Grafita Tipo B

  • Ferros Fundidos Cinzentos

    Fundio caro Ltda 39

    Grafita Tipo C

  • Ferros Fundidos Cinzentos

    Fundio caro Ltda 40

    Grafita Tipo D

  • Ferros Fundidos Cinzentos

    Fundio caro Ltda 41

    Grafita Tipo E

  • Solidificao dos Ferros Fundidos Nodulares

    Geralmente, possuem composies que vo do euttico ao hipereuttico.

    Quanto mais hipereuttica a composio, maior a quantidade de grafita que se precipita no liquido.

    O Euttico dos ferros fundidos Nodulares Divorciado.

    42Fundio caro Ltda

  • Ferros Fundidos Nodulares

    So ferros Fundidos em que a maior parte do carbono de sua microestrutura est na forma de grafita esferoidal, sendo obtido no estado bruto de fundio.

    43Fundio caro Ltda

  • Ferros Fundidos Nodulares

    Grau de Nodularizao

    44Fundio caro Ltda

  • Ferros Fundidos Nodulares

    45Fundio caro Ltda

  • Ferros Fundidos Nodulares

    46Fundio caro Ltda

  • Ferros Fundidos Nodulares

    47Fundio caro Ltda

  • Ferros Fundidos Nodulares

    48Fundio caro Ltda

    Grafita Nodular com depsitos de Carbono sobre a grafita

  • Ferros Fundidos Nodulares

    49Fundio caro Ltda

    Grafita Nodular sem depsitos de Carbono sobre a grafita (Grafita Lisa)

  • Obteno de Ferro Fundido Nodular

    Teoria

    50Fundio caro Ltda

  • Como Obter Ferro Fundido Nodular

    A grafita esferoidal obtida atravs da adio de elementos nodulizantes, que impedem que o S e o O modifiquem a forma de crescimento da grafita.

    Os nodulizantes mais comuns so, Mg, Ce, Ca e terras raras. O mais utilizado o Mg, atravs de uma liga de FeSiMg

    51Fundio caro Ltda

  • FeSiMg

    Muito conhecido comercialmente como "Liga IV, "Liga I", etc;

    uma liga composta por Fe, Si, Mg, Ca, Al, e Terras raras sendo que o Mg deve ser no mnimo de 5% para liga IV, e de no mnimo 8% para a liga I.

    O Mg possui ponto de ebulio de aproximadamente 1100C, como a reao de nodulizao

    feita no ferro liquido a temperaturas de aproximadamente 1500C (Dependendo do processo),

    a ebulio do Mg provoca uma "exploso", ou faz o "ferro ferver".

    O Mg reage com outros elementos, principalmente O e S, sendo perdido na forma de sulfetos e xidos, alm da vaporizao devido a temperatura acima do ponto de ebulio.

    Com isso, o teor de Mg vai caindo no decorrer do tempo, e portanto, o S e o O podem se

    aproximar das grafitas, provocando a degenerao da grafita, ou seja, o crescimento da grafita ocorre de maneira descontrolada.

    52Fundio caro Ltda

  • Fading do Mg

    Com o passar do tempo, o teor de Mg diminui, e com isso, a grafita se degenera.

    53Fundio caro Ltda

  • Teores de Mg

    O teor residual desejvel de Mg depende do teor de S e O e das dimenses da pea.

    Na maioria dos casos, se deseja um teor de Mg de 0,03 a 0,06 e que o S no ultrapasse 0,015% (Teoria).

    54Fundio caro Ltda

  • Tratamento do banho para que ocorra nodularizao

    Pode ser na panela, no molde (in mold) ou no jato de ferro.

    Vamos abordar somente o tratamento na panela, que o mais simples e mais utilizado.

    55Fundio caro Ltda

  • Processo Sanduiche

    Dimensionamento: H/D = 2/156Fundio caro Ltda

  • Processo Sanduiche

    Aps a panela de reao estar devidamente aquecida, adicionado a liga nodularizante no recipiente localizado no fundo (e deslocado para trs) da panela

    57Fundio caro Ltda

  • Processo Sanduiche

    Ento, se coloca a liga nodularizante. Como na figura a seguir.

    58Fundio caro Ltda

  • Processo Sanduiche

    Depois a liga nodularizante deve ser coberta com sucata de ao.

    59Fundio caro Ltda

  • Processo Sanduiche

    Porque cobrir a liga com sucata de ao?

    A sucata de ao serve para retardar o inicio da reao, pois se a reao iniciar muito rapidamente, j comear o fading do Mg.

    O ideal que a reao s se inicie depois que a panela j esteja com a quantidade de ferro liquido desejada.

    60Fundio caro Ltda

  • Processo Sanduiche

    Depois da panela de reao receber o ferro liquido, a cobertura comea a derreter.

    61Fundio caro Ltda

  • Processo Sanduiche

    Quando a cobertura derrete, o ferro liquido atinge a liga nodularizante, e a reao inicia.

    62Fundio caro Ltda

  • Processo Sanduiche

    Este o processo utilizado atualmente na Fundio caro Ltda, e ser visto em detalhes na prtica dentro da fundio e atravs de fotos ao final deste artigo.

    63Fundio caro Ltda

  • Processo Panela Rotativa

    Este processo permite uma certa economia de liga nodularizante j que o vapor de Mg fica parcialmente retido dentro da panela, criando uma atmosfera mais rica em Mg e evitando o contato do ferro liquido com o oxignio. Tambm evita respingos.

    Neste processo no necessrio cobertura da liga.

    A desvantagem o custo do equipamento e dificuldade maior em fazer o refratrio. 64Fundio caro Ltda

  • Processo Panela Rotativa

    Com a panela vazia, e devidamente aquecida

    65Fundio caro Ltda

  • Processo Panela Rotativa

    A liga deve ser

    colocada em seu

    lugar no fundo do

    panelo, manualmente,

    ou com auxilio de

    uma calha.

    66Fundio caro Ltda

  • Processo Panela Rotativa

    Posteriormente, a panela virada para a posio horizontal.

    67Fundio caro Ltda

  • Processo Panela Rotativa

    Com a panela na horizontal, se pode preenche-la de ferro liquido at o limite em que o ferro no chegue at a liga nodularizante.

    68Fundio caro Ltda

  • Processo Panela Rotativa

    Com a panela na horizontal, se pode lev-la at o local desejado para que a reao acontea.

    69Fundio caro Ltda

  • Processo Panela Rotativa

    No local desejado, a panela virada novamente a posio vertical, e

    quando o ferro entra em

    contato com a liga,

    a reao inicia.

    70Fundio caro Ltda

  • Processo Panela Rotativa

    Como esta panela possui tampa e pode ficar fechada, o Mg fica na

    atmosfera da panela.

    71Fundio caro Ltda

  • Perda de temperatura

    Para fuso da liga, e cobertura, deve se considerar uma perda de 60C a 80C, isso depender do processo de cada fundio e deve ser observado na prtica.

    No desejvel temperaturas muito altas, pois diminuir o tempo de vida do Mg, devido a evaporao. Tambm no desejvel temperaturas muito baixas, pois a fluidez do ferro fundido nodular menor que a fluidez do ferro fundido cinzento, portanto, poder provocar defeitos de solda-fria, flotao, etc.

    72Fundio caro Ltda

  • Defeitos Causados na Reao de

    Nodularizao

    73Fundio caro Ltda

  • Defeitos Causados na reao de Nodularizao

    Baixa Nodularizao

    Coquilhamento

    Grafita Explodida

    74Fundio caro Ltda

  • Baixa Nodularizao

    Pode ocorrer pelos seguintes motivos:

    Umidade na liga nodularizante

    Tempo elevado at o vazamento no molde

    Reao ocorreu muito cedo (Panela Sanduiche)

    Composio qumica base com presena de elementos degeneradores da grafita.

    75Fundio caro Ltda

  • Coquilhamento e Grafita Explodida

    O excesso de Mg pode causar coquilhamento, pois o Mg um forte estabilizador da cementita (Diminui o intervalo entre o euttico estvel e metaestvel)

    O Coquilhamento inverso tambm pode ocorrer em peas de maior espessura, caso haja elementos de liga e Mg alto.

    E pode causar grafita explodida em conjunto com altos teores de carbono.

    76Fundio caro Ltda

  • Defeitos Mais Comuns em Ferros

    Fundidos Nodulares

    77Fundio caro Ltda

  • Defeitos Mais Comuns -Carbonetos

    Como ser mostrado na figura a seguir, alguns elementos de liga modificam as temperaturas dos eutticos estvel e metaestvel, com isso, promovendo o aparecimento de Carbonetos.

    Os Carbonetos de Fe, so os mais comuns e podem ser decompostos com tratamento trmico, no possuindo elementos de liga (Fe3C).

    78Fundio caro Ltda

  • Defeitos Mais Comuns -Carbonetos

    79Fundio caro Ltda

  • Defeitos Mais Comuns -Carbonetos

    Os carbonetos de Cr, V, etc; So extremamente estveis, e aparecem a altas temperaturas, portanto, para decompor estes carbonetos seria necessrio uma temperatura maior que a prpria temperatura de fuso do ferro nodular

    80Fundio caro Ltda

  • Defeitos Mais Comuns Coquilhamento Direto

    O coquilhamento direto, pode ocorrer devido a alguma, ou algumas condies a seguir:

    Pea com seo fina e/ou cantos vivos

    Concentrao de elementos formadores de carbonetos acima do recomendado (Mn, Cr, V, Mo, W, Ti, Nb)

    Inoculao Ineficiente

    Alta velocidade de esfriamento

    81Fundio caro Ltda

  • Defeitos Mais Comuns Coquilhamento Direto

    Baixa temperatura de vazamento e/ou alta extrao de temperatura pelo molde

    Alto teor residual de elementos nadularizantes (Mg acima de 0,06% ou Ce acima de 0,05%)

    82Fundio caro Ltda

  • Defeitos Mais Comuns Coquilhamento Inverso

    Ocorre em peas espessas, e possui forma cilndrica, ou esfrica no centro trmico da pea. As peas em nodulares ligados so mais sensveis a este tipo de defeito.

    Pode ser causado por:

    Alta concentrao de Ti, Mn, Cr, Mg.

    83Fundio caro Ltda

  • Defeitos Mais Comuns Coquilhamento Inverso

    Pode ser evitado da seguinte maneira:

    Evitar altos teores de Mg

    Alterar se possvel, a geometria da pea

    Inoculao e esfriamento rpido podem minimizar a ocorrncia deste defeito.

    84Fundio caro Ltda

  • Defeitos Mais Comuns Flotao de Grafita

    A flotao de grafita ocorre nos ferros fundidos nodulares porque a grafita menos densa que o ferro. Nos ferros fundidos cinzentos, onde o crescimento cooperativo, a grafita fica presa a austenita, enquanto que no ferro fundido nodular, como a grafita cresce separada da austenita (Crescimento divorciado) ela consegue boiar para a superfcie do molde.

    85Fundio caro Ltda

  • Defeitos Mais Comuns Flotao de Grafita

    86Fundio caro Ltda

  • Defeitos Mais Comuns Flotao de Grafita

    87Fundio caro Ltda

  • Defeitos Mais Comuns Flotao de Grafita

    Ocorre em peas grossas

    Ocorre com C.E. alto (acima de 4,5%)

    Ocorre quando a velocidade de solidificao lenta.

    A pea quebrada apresenta fratura escura na regio flotada (Alta concentrao de C livre)

    A metalografia pode apresentar grafita explodida.

    88Fundio caro Ltda

  • Defeitos Mais Comuns Flotao de Grafita

    Para prevenir a flotao de grafita:

    Diminuir o teor de C.E.

    Aumentar a velocidade de solidificao.

    89Fundio caro Ltda

  • Diagrama de Henderson

    90Fundio caro Ltda

  • Obteno de matriz Ferrtica ou Perltica

    91Fundio caro Ltda

  • No Ferro Fundido Cinzento, as propriedades fsicas e mecnicas so definidas predominantemente pela forma da grafita, j que se deseja que a matriz seja sempre perltica.

    No Ferro Fundido Nodular, as propriedades fsicas e mecnicas so definidas predominantemente pela matriz, j que se deseja que a grafita seja sempre esfrica. 92Fundio caro Ltda

  • Ferrita

    Confere aos ferros fundidos menor LR;

    Dureza entre 70 e 150 Brinell - depende da %Si;

    Facilita usinagem.

    Fundio caro Ltda 93

  • Obteno de Matriz Ferrtica

    Para obteno de matriz ferrtica (predominante) deve se manter os elementos de liga em valores baixos, como %Mn < 0,20, %Sn residual, %Cu residual, %Ni Residual, etc.

    Para que a matriz seja ferrtica, se deve dar condies para que todo o carbono que est na austenita possa migrar at a grafita.

    94Fundio caro Ltda

  • Obteno de Matriz Ferrtica

    Para que isso ocorra:

    A pea no pode ser muito fina, porque a velocidade de resfriamento ser muito alta.

    A pea no pode ser desmoldada prematuramente, pois no haver tempo para que o carbono migre para a grafita.

    A quantidade de ndulos deve ser alta, pois quanto mais ndulos por mm2, mais fcil ser para o carbono encontrar uma grafita.

    95Fundio caro Ltda

  • Obteno de Matriz Ferrtica

    Fundio caro Ltda 96

    Nodular com matriz predominante de ferrita

    Grafita com depsitos de carbono na superfcie

  • Obteno de Matriz Ferrtica

    Fundio caro Ltda 97

    Metalografia com ataque Nital 3%

    Grafita vista no MEV

  • Perlita

    responsvel pela resistncia mecnica;

    formada de lamelas alternadas de ferrita e cementita;

    dureza e resistncia mecnica variam com o espaamento interlamelar: 170 a 330 Brinell.

    Fundio caro Ltda 98

  • Perlita

    Fundio caro Ltda 99

  • Obteno de Matriz Perltica

    Para obter matriz perltica (predominante), devemos usar alguns elementos de liga, dependendo das propriedades desejadas.

    Alguns elementos dificultam um posterior tratamento de ferritizao, como no caso do Sn. Se isso for uma propriedade determinante, deve ser usado o Cu. Ou se ocorrer o contrrio, e a pea deva ser resistente ao tratamento, se deve optar pelo Sn.

    100Fundio caro Ltda

  • Obteno de Matriz Perltica

    Fundio caro Ltda 101

    Grafita em Contato com a Perlita

    Ferro Fundido Cinzento com Matriz predominante de perlita

  • Obteno de Matriz Perltica

    Fundio caro Ltda 102

    Grafita lisa, prxima a perlita

  • Obteno de Matriz Perltica

    Pode se obter matriz perltica, e endurecimento das peas, promovendo um resfriamento rpido. Porm, isso no deve ser utilizado uma vez que provoca muitas tenses nos contornos de gros e pode causar a perda das propriedades dimensionais de peas at mesmo aps usinadas.

    103Fundio caro Ltda

  • Efeito dos elementos de liga

    Cr e Si Alteram o nmero de ndulos de grafita

    Ti Altera a forma da grafita

    Mn, Cr e Si Altera o intervalo de temperatura entre o euttico estvel e metaestvel.

    Si, Ni e Mo Endurecimento por soluo slida

    Cu, Mn, Sn Promoo de perlita

    Si Promoo de ferrita

    Nb, Ti, V e P Formao de partculas duras

    Mn, P, Ti, V, Nb, Cr, Mo Segregao para os contornos das clulas eutticas

    104Fundio caro Ltda

  • Efeito dos elementos de liga

    Mn, Cu, Mo e Ni Aumento da Temperabilidade

    105Fundio caro Ltda

  • Efeito dos elementos de liga

    Cu (at 1,0%): Tem ao grafitizante, age como perlitizante.

    Mg (0,02 a 0,07%): Promove formao de grafita nodular, e diminui os teores de enxofre e oxignio.

    Mo (At 0,7%): Leve tendncia a formar carbonetos, promove obteno de perlita fina, segrega para os contornos de gro, aumenta temperabilidade. Muito utilizado em peas com exigncias trmicas. 106Fundio caro Ltda

  • Efeito dos elementos de liga

    Nb (At 0,15%): Perlitizante, promove formao de carbonetos distribudos na matriz.

    W: Antigrafitizante e estabilizador da ferrita.

    V: Forma carbonetos muito estveis (at 2,5x mais poderoso que o Cr), tende a refinar a perlita e promov-la, favorece as propriedades em temperaturas elevadas.

    107Fundio caro Ltda

  • Efeito dos elementos de liga

    Sn: Estabiliza matriz perltica, torna grafita mais esferoidal, em grandes quantidades fragiliza por segregar para o contorno de gro (Acima de 0,1%) Difcil tratar para ferritizar, pois um estabilizador da perlita.

    108Fundio caro Ltda

  • Efeito dos elementos de liga

    Esta figura mostra o efeito dos elementos nas TEE e TEM

    109Fundio caro Ltda

  • Efeito dos Elementos - Carbono

    Carbono (3,30 a 3,90%): Teores crescentes aumentam a fluidez, a quantidade de grafita, a porcentagem de ferrita, e a tendncia a flutuao de grafita, diminuindo a tendncia ao coquilhamento e as propriedades mecnicas de resistncia. Em ligas ferrticas reduz a dureza, resistncia a trao e alongamento.

    110Fundio caro Ltda

  • Efeito dos Elementos - Silcio

    um forte desoxidante e endurece a ferrita por soluo slida. Para um mesmo C.E., teores crescentes de Si aumentam o limite de resistncia, enquanto que o aumento do C.E. devido ao aumento do Si, provoca a diminuio do limite de resistncia se o carbono for mantido constante.

    A diminuio da resistncia ao impacto, tambm atribudo ao Si

    111Fundio caro Ltda

  • Efeito dos Elementos - Mangans

    O mangans age como neutralizador do enxofre, evitando a formao de sulfeto de ferro. O Mangans que no utilizado na neutralizao do enxofre , contribui para a formao de carbonetos eutticos, sendo um perlitizante.

    Dos elementos perlitizantes, o que menos afeta a resistncia ao impacto, sendo o de menor custo.

    112Fundio caro Ltda

  • Controle de Nodularizao

    113Fundio caro Ltda

  • Controle de nodularizao

    um controle simples

    O controle de nodularizao deve ser feito em 100% das reaes.

    Atravs de um corpo de prova coletado no vazamento, feita uma metalografia e verificado apenas se os ndulos esto esfricos.

    No serve para anlise de matriz ferrtica/perltica

    114Fundio caro Ltda

  • Controle de nodularizao

    O corpo de prova deve ser coletado do ferro do ultimo molde, da ultima panela de vazamento que recebeu o ferro da panela de reao.

    Isso garantir que ser analisada a pior condio em relao ao teor de Mg contido no ferro.

    Pois como vimos, o Mg se perde com o passar do tempo. Este tempo depende da temperatura e teor inicial de Mg.

    115Fundio caro Ltda

  • Corpo de prova para analise de nodularizao

    116Fundio caro Ltda

  • Corpo de prova para analise de nodularizao

    Por norma, o corpo de prova de nodularizao deve ser feito em areia shell.

    Deve estar isento de qualquer umidade, leo ou resduos.

    Preferencialmente, guardado em pequena estufa.

    117Fundio caro Ltda

  • Obteno de Ferro Fundido Nodular

    Prtica

    118Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    Primeiro, o panelo deve estar aquecido.

    Note que no fundo se

    pode ver o buraco onde

    a liga FeSiMg colocada119Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    Materiais utilizados neste processo de nodularizao:

    Liga IV Liga de FeSiMg, contendo no mnimo 5% de Mg. Com granulometria de 2 a 6mm.

    Sucata de ao, pequena. FeSiMg Sucata de Ao

    Obs:. Tudo deve estar seco e

    isento de oxidao.

    120Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    Depois, a liga colocada no fundo do panelo.

    Aqui, foi adicionado 3,8Kg de FeSiMg, para uma nodularizao de 350Kg de Fe

    Da mesma maneira, depois

    colocado a cobertura da liga, que

    nesse caso sucata de ao.

    121Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    Agora o panelo est pronto para receber o Fe liquido.

    122Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    Se inicia o enchimento do panelo.

    123Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    Problemas que podem ocorrer agora

    Se for colocado pouca sucata de cobertura, a reao pode acontecer muito cedo, podendo causar baixa nodularizao.

    Se for colocado muita sucata de ao, a reao pode no acontecer, pois o Fe liquido no conseguir derrete-la.

    124Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    Problemas que podem ocorrer agoraCaso a reao no acontea, se deve tomar as

    seguintes providencias:

    Com uma lana de ao macio, perfurar a cobertura de ao; ou

    Devolver o ferro ao forno, reaquecer e devolver ao panelo.

    Obs: Os dois casos representam risco de queimaduras

    e deve ser feito com muito cuidado devido as

    possveis exploses de Ferro para fora do panelo

    de reao. 125Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    Apenas depois do panelo estar com a quantidade de Fe Liquido

    desejado que a reao

    deve iniciar.

    126Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    A reao chega a um momento de maior atividade:

    127Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    Depois da reao, o ferro estar com escria na superfcie.

    128Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    A escria deve ser retirada, de maneira rpida, pois h pouco tempo para o vazamento.

    129Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    Se pode ento fazer a transferncia e inoculao do ferro para as panelas de vazamento.

    130Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    Depois, feito o vazamento, onde o Fe deve estar no molde antes que o Mg atinja um nvel inferior a 0,03%.

    Obs: O tempo varia conforme % de S e O,

    e temperatura de vazamento.

    131Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    No ltimo molde, da ltima panela desta reao, retirado um corpo de prova para analise metalogrfica de nodularizao.

    132Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    O corpo de prova deve ser quebrado e polido para analise metalogrfica.

    133Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    O corpo de prova serve apenas para verificar se a nodularizao ocorreu. No reflete necessariamente a condio da pea, tendo em vista que o corpo de prova esfriou rapidamente e possui dimenses diferentes da pea.

    No serve para anlise de matriz.

    134Fundio caro Ltda

  • Sequncia de Nodularizao na prtica

    Pode ser retida tambm no ltimo molde da ltima panela, uma amostra para analise em espectrmetro, onde se pode verificar o teor de Mg na pior condio de vazamento (ltimo molde)

    135Fundio caro Ltda

  • Bibliografia

    SANTOS, Adalberto B. de S. , BRANCO, Carlos H. C. - Metalurgia dos ferros fundidos cinzentos e nodulares - Ed. IPT So Paulo 1991

    CHIAVERINI, Vicente - Aos e Ferros Fundidos - 7 Edio, Ed. ABM So Paulo 2005

    ALBERTIN, Eduardo , SANTOS, Adalberto B. , COSTA, Pedro H. C. - Flutuao de grafita em ferros fundidos nodulares - Ed. IPT 1977

    VALLINA, Jos J. - Obteno de Ferro Fundido Cinzento - Ed. ABIFA 2008

    ABREU, Alirio G. da S. - Alimentao e enchimento de peas fundidas vazadas em moldes de areia - Ed. SENAI, Itana 2007

    Tavares, Fernando C.L. - Fabricao de Ferros Fundidos Cinzentos e Nodulares Etapas do Processo Joinville - Abifa 2006

    American Foundry Society 5-L - Pour the perfect Cup. - Revista Modern Casting Vol 97 N11, Committee, Schaumburg, illinois - Nov. 2007

    BEX, T. Chill Testing of Iron Modern Casting www.thefreelibrary.com

    PIESKE, A.; FILHO, L.M.C e REIMER, J.F. Ferros Fundidos Cinzentos de Alta Qualidade Sociedade Educacional Tupy 2 edio 1976

    SCHEID, H.;WEISSKOPF K.; BHR, R. Revista Fundio e Servios Pg. 28 - Editora Aranda Ano 18 N 182 Fev. 2008

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