UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA GUILHERME SCHRODER COMIN

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1 UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA GUILHERME SCHRODER COMIN ESTUDO DO EFEITO DO COBRE E DO ESTANHO NA FORMAÇÃO DA PERLITA E NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DO FERRO FUNDIDO NODULAR CAXIAS DO SUL 2013

2 GUILHERME SCHRODER COMIN ESTUDO DO EFEITO DO COBRE E DO ESTANHO NA FORMAÇÃO DA PERLITA E NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DO FERRO FUNDIDO NODULAR Trabalho de conclusão de curso apresentado como requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Mecânica pela Universidade de Caxias do Sul. Supervisor: Prof. Me. Sandro Tomaz Martins Orientador: Tecgº Glauco Alonso Coutinho CAXIAS DO SUL 2013

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4 AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente a Deus, por estar sempre ao meu lado, me guiando para tomar as escolhas certas a cada novo desafio. Aos meus pais Milton e Marisa e ao meu irmão Henrique, pela motivação, dedicação, força e incentivo a esta conquista. À minha namorada Marina, pelo constante apoio e entendimento dos momentos em que não pude estar presente. Ao meu professor supervisor de estágio Sandro Tomaz Martins, pela sabedoria, incentivo e auxílio no entendimento dos conceitos necessários à realização deste trabalho. Ao meu orientador junto à empresa Glauco Alonso Coutinho, pelo companheirismo e pelo grande apoio ao meu desenvolvimento profissional. A toda equipe de engenharia da Castertech, pelo coleguismo e auxílio em todos os momentos. E meu especial agradecimento a todos que colaboraram de forma direta e indireta no desenvolvimento deste trabalho e fizeram com que ele se tornasse possível.

5 RESUMO Os ferros fundidos nodulares são materiais muito utilizados na indústria automobilística devido à grande variedade de aplicações que possuem. Uma classe muito utilizada é a dos ferros fundidos nodulares de matriz perlítica-ferrítica, sendo nessa liga adicionados diferentes elementos para promover a formação da perlita na matriz de peças obtidas no estado bruto de fusão, destacando-se principalmente o Cu e o Sn. Comparando estes dois elementos, o Sn apresenta melhor custobenefício em sua utilização, sendo teoricamente viável a substituição do cobre utilizado atualmente na Castertech Fundição e Tecnologia pelo estanho, na produção da liga de ferro fundido nodular perlítico-ferrítico. Avaliações de propriedades mecânicas e microestruturais foram realizadas sobre cinco diferentes composições químicas, vazadas com a adição de Sn e de Cu proporcionais à formação de uma mesma quantidade de perlita na microestrutura. Os resultados mecânicos indicaram aumento da resistência e da dureza para adições isoladas de ambos os elementos, e diminuição da tenacidade quando utilizada maior quantidade de Sn. A combinação dos dois elementos proporcionou menores resistências mecânicas e aumento da resistência ao impacto do material. Os resultados metalográficos mostraram que as lamelas da perlita são mais grossas para a combinação do Cu e do Sn e mais finas para a utilização de um único perlitizante. A substituição do Cu pelo Sn pode ser realizada, porém este elemento não deve ser totalmente eliminado da composição para evitar a fragilização do ferro fundido nodular. Palavras-chave: Fundição. Perlitizante. Estanho.

6 ABSTRACT Ductile cast irons are widely used in the automotive industry due to the wide range of applications and properties that can be obtained with such material. The pearliticferritic matrix ductile cast iron is one of the most applied type of cast irons. To promote the formation of pearlite in matrix different alloy elements are added, mainly Cu and Sn. Comparing these two elements, Sn have a strong effect in promoting the pearlitic microstructure in ductile cast iron in comparison with the same mass of copper. Mechanical and microstructural properties were conducted on five different chemical compositions, poured with the addition of Sn and Cu in proportional mass to form the same amount of pearlite in the microstructure. The results showed an increase in mechanical strength and hardness for both isolated addition element, and a decrease in toughness when used in higher amounts of Sn. The combination of the two elements provided smaller mechanical strength and increase in impact resistance of the material. The results in metallographic analysis showed pearlite lamellae are more wide in the combination of Cu and Sn and more thin in use of a single element. The replacement of Cu by Sn can be performed, but this element should not be totally eliminated in composition to avoid weakening of the nodular cast iron. Keywords: Casting. Pearlite formation. Tin.

7 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Diagramas de equilíbrio metaestáveis Fe-C-Si para quatro diferentes teores de silício Figura 2 Micrografias dos diferentes tipos de ferros fundidos Figura 3 - Microestruturas dos ferros fundidos nodulares Figura 4 - Diagrama Metaestável Fe-C-Si Figura 5 Diagrama de fases ferro-cobre Figura 6 Diagrama de fases ferro-estanho Figura 7 - Composição do custo na produção de ferro fundido Figura 8 - Percentuais do peso de matéria prima utilizada na fundição de ligas ferrosas Figura 9 - Percentuais do custo com matéria prima na fundição de ligas ferrosas Figura 10 - Locais de retirada dos corpos de prova e medição de dureza Figura 11 - Dimensões do corpo-de-prova utilizado para ensaio de tração Figura 12 - Gráfico de resistência à tração Figura 13 - Gráfico de limite de escoamento Figura 14 - Gráfico de alongamento após a ruptura Figura 15 - Gráfico de resistência ao impacto Figura 16 - Gráfico de dureza Brinell Figura 17 - Micrografia da composição Figura 18 - Micrografia da composição Figura 19 - Micrografia da composição Figura 20 - Micrografia da composição Figura 21 - Micrografia da composição Figura 22 - Morfologia da perlita para as composições vazadas... 37

8 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Propriedades mecânicas do ferro fundido norma J Tabela 2 - Composição química objetivada (% em peso) Tabela 3 - Composição química encontrada (% em peso) Tabela 4 - Análise quantitativa das microestruturas Tabela 5 - Resultados mecânicos e metalográficos para as composições vazadas. 38 Tabela 6 - Resultados finaceiros estimados... 39

9 LISTA DE EQUAÇÕES Equação 1 - Fórmula do cobre equivalente... 20

10 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO JUSTIFICATIVA E RELEVÂNCIA DO TRABALHO DO ESTÁGIO OBJETIVO GERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS DO TRABALHO DE ESTÁGIO FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA FERROS FUNDIDOS ELEMENTOS DE LIGA NOS FERROS FUNDIDOS NODULARES Transformações no estado sólido Formação da ferrita Formação da perlita CUSTOS DE FABRICAÇÃO DOS FERROS FUNDIDOS MATERIAIS E MÉTODOS MATERIAL METODOLOGIA Fusão e vazamento Ensaios mecânicos Análises metalográficas RESULTADOS E DISCUSSÕES ENSAIOS MECÂNICOS ANÁLISES METALOGRÁFICAS ATENDIMENTO À NORMA SAE J434 CLASSE D RESULTADOS FINANCEIROS CONCLUSÕES SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS REFERÊNCIAS... 42

11 11 1 INTRODUÇÃO A indústria automobilística brasileira está em constante evolução. Resultados de mercado e de produção mostram que a perspectiva para os próximos anos é de crescimento na demanda de veículos produzidos por ano, segundo dados do Anuário da Indústria Automobilística Brasileira (ANFAVEA, 2012). Porém, mesmo com essas projeções otimistas de mercado para o futuro, existem desafios a serem superados, como o atendimento a metas de nacionalização e a necessidade de investimentos em engenharia e inovação. A concorrência com produtos de outros países, como os do extremo oriente, torna tais passos importantes para fortalecer a competitividade da indústria nacional e a própria economia. Medidas para acompanhar o crescimento da demanda e aumentar a competitividade já estão sendo tomadas pela indústria, com a construção de novas fábricas, aumento da capacidade de produção, melhorias nos processos e investimentos em inovações tecnológicas. Em um ambiente extremamente competitivo, onde qualquer melhoria realizada gera ganhos no processo final, a redução de custos de produção e a facilitação do processo são bem vindas. No segmento rodoviário existe uma demanda significativa de peças constituídas por ferro fundido nodular. Uma das classes encontradas é a do ferro fundido nodular perlítico-ferrítico, utilizado para a fabricação de cubos de roda, componentes do sistema de freio, entre outros usos. Devido às propriedades específicas da matriz ferrítica, como o alto percentual de alongamento e a baixa resistência mecânica, para o aumento da resistência e a garantia das propriedades mecânicas esperadas, é necessária a adição de elementos que promovam a formação da fase perlítica na estrutura do metal. Os materiais perlitizantes geralmente adicionados à liga pelas fundições são o cobre e o estanho (KOERICH et al, 2011). Na Castertech Fundição e Tecnologia Ltda., local onde será realizado este trabalho, é utilizado o cobre. A Castertech Fundição e Tecnologia Ltda., empresa integrante do grupo Randon, foi fundada em setembro de 2006, a fim de suprir a demanda de peças de outras empresas do grupo: Master Sistemas Automotivos, Suspensys e Jost Brasil. Iniciou sua produção em 2009, tendo capacidade de produção de cerca de trinta mil toneladas de peças de ferro fundido por ano, com total zelo ambiental e elevada

12 12 tecnologia empregada em seu processo produtivo, permitindo um processo seguro, limpo e ergonômico. O setor de engenharia de processos da empresa é responsável por todo o suporte necessário para a produção, supervisionando, avaliando e executando melhorias nos processos de produção. 1.1 JUSTIFICATIVA E RELEVÂNCIA DO TRABALHO DO ESTÁGIO Como parte das melhorias do qual o setor de engenharia é responsável, a substituição do cobre usado atualmente por estanho é uma proposta teoricamente viável. Mesmo tendo um custo cerca de três vezes maior que o cobre, o estanho possui um rendimento como perlitizante dez vezes maior, o que compensa a sua utilização. 1.2 OBJETIVO GERAL Avaliar as propriedades mecânicas e a microestrutura de um ferro fundido nodular perlítico-ferrítico em função da adição combinada de cobre e estanho como elementos perlitizantes. 1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS DO TRABALHO DE ESTÁGIO Verificar as propriedades mecânicas obtidas em 5 composições combinadas de cobre e estanho; Verificar a formação da fase perlítica na liga de ferro fundido nodular perlítico-ferrítico; Quantificar as fases presentes na estrutura do ferro fundido; Comparar os requisitos da norma SAE J434 classe D5504 com os resultados obtidos com a adição de cobre e estanho no ferro fundido; Analisar a redução no custo com matéria-prima na produção.

13 13 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA A utilização de materiais metálicos pelo homem tem mais de 6000 anos, iniciando com a utilização do bronze na Idade dos Metais e chegando à grande variedade de materiais metálicos existente atualmente. Entre as ligas metálicas, as ligas ferrosas são as mais utilizadas, devido à abundância do ferro na superfície da Terra e às suas características polimórfica e de ligar-se a outros elementos, sejam eles metálicos ou não. O principal elemento de ligação é o carbono, que dependendo do percentual em peso, resulta nos aços ou nos ferros fundidos. 2.1 FERROS FUNDIDOS Os ferros fundidos são materiais de fundamental importância para a indústria, sendo considerados materiais economicamente viáveis para fabricação de componentes que exigem grau elevado de resistência mecânica com equilíbrio de propriedades físicas e mecânicas. É possível a sua utilização em aplicações antes exclusivas do aço, por meio da adição de elementos de liga e tratamentos térmicos (CHIAVERINI, 1996; KOERICH et al, 2011). Costuma-se definir o ferro fundido como as ligas Fe-C com teor de carbono acima de 2,0%. Devido à influência do silício na constituição estrutural dessa liga, o ferro fundido é considerado uma liga ternária de Fe-C-Si, com o carbono presente parcialmente livre na forma de veios ou lamelas de grafita (CHIAVERINI, 1996). A adição de silício no sistema binário de Fe-C desestabiliza a fase cementita e promove a grafitização. O silício também age como estabilizador da ferrita, neutralizando o carbono pela constrição dos campos de austenita, mostrados nos diagramas Fe-C-Si da Figura 1, de modo a associar os campos α-fe e δ-fe (LYMAN, BOYER, UNTERWEISER, 1973). Com a adição de silício diminui-se a composição de carbono do ponto eutético do diagrama Fe-C-Si, além de fazer com que a reação ocorra num intervalo de temperatura ao invés de uma temperatura constante como no sistema binário Fe-C (CHIAVERINI, 1996).

14 14 Figura 1 - Diagramas de equilíbrio metaestáveis Fe-C-Si para quatro diferentes teores de silício Fonte: CHIAVERINI (1996) Em suma, o carbono na estrutura do ferro fundido determina a quantidade de grafita que pode ser formada e o silício é responsável pela decomposição dos carbonetos de ferro, já que é elemento grafitizante. O manganês também é importante na composição, pois contrabalança o efeito grafitizante do silício, estabilizando a cementita, servindo como dessulfurante e estabilizador da perlita. Além da composição química, a estrutura do ferro fundido é determinada também pela velocidade de resfriamento na solidificação. Para taxas de resfriamento elevadas, geralmente em seções finas e nas paredes do molde, não há muito tempo para decomposição da cementita, havendo pouca ou nenhuma grafitização e tendendo à formação de carbonetos. Por outro lado, para taxas de resfriamento baixas das seções mais espessas, ocorre uma grafitização mais intensa. A taxa de resfriamento também influencia na distribuição e tamanho dos veios de grafita, onde taxas elevadas produzem veios finos com distribuição dendrítica, geralmente indesejáveis e baixas taxas produzem veios grosseiros. Essas transformações

15 15 decorrentes da taxa de resfriamento são sempre dependentes do teor de silício e de carbono da liga (CHIAVERINI, 1996; VILELA, 2010). O mais importante componente estrutural dos ferros fundidos é a grafita, por ser o elemento que determina as características mecânicas do material. Para que a grafita se forme, além do controle da composição química e da velocidade de resfriamento, também é realizado o tratamento de inoculação, que consiste na adição de uma liga metálica ao metal ainda líquido. Essa prática provoca o surgimento de núcleos no metal líquido, nos quais a formação da grafita pode iniciar (MALUF, 2002). Através da adição de elementos de liga, da variação da velocidade de solidificação ou de tratamentos térmicos após a solidificação, diferentes tipos de ferros fundidos podem ser obtidos. As micrografias dos principais tipos são mostradas na Figura 2. Figura 2 Micrografias dos diferentes tipos de ferros fundidos Fonte: adaptado de METALAB (2008) O ferro fundido branco tem sua denominação provinda da coloração clara de sua fratura, tendo praticamente todo o carbono combinado na forma de carbonetos.

16 16 É extremamente duro e resistente à abrasão, mas muito frágil (CHIAVERINI, 1996; CALLISTER, 2002). O ferro fundido cinzento possui sua denominação devido à coloração acinzentada de sua fratura, onde quase todo o carbono está na forma de veios de grafita, o que proporciona excelentes propriedades de usinabilidade, capacidade de auto lubrificação e amortecimento de vibrações (KRAUSS, 1989; MALUF, 2002). O ferro fundido vermicular possui a grafita com formato intermediário entre o ferro fundido cinzento e o nodular, possuindo também propriedades mecânicas intermediárias entre os dois (CHIAVERINI, 1996; CALLISTER, 2002). O ferro fundido nodular ou dúctil caracteriza-se pela ductilidade, tenacidade e resistência mecânica. É obtido através de um tratamento de nodularização realizado ainda no estado líquido, que transforma o carbono livre na estrutura em grafita na forma esferoidal. Os nódulos de grafita agem como inibidores na propagação de trincas, não interrompendo a continuidade da matriz tanto quanto a grafita em veio, fornecendo a boa ductilidade e a tenacidade do material. Dessa forma, as propriedades mecânicas dos ferros fundidos nodulares com nódulos bem formados dependem da estrutura da matriz, enquanto nos ferros fundidos cinzentos a resistência é dependente da forma e tamanho dos veios de grafita (CHIAVERINI, 1996). A grafita na forma esferoidal é obtida pela adição de determinados elementos ao metal fundido, tais como magnésio, cério e outros. Os principais agentes nodularizantes contém geralmente magnésio. A reação violenta que ocorre entre o magnésio e o banho metálico provoca a vaporização do magnésio, que atravessa o ferro líquido, diminuindo seu teor de enxofre e provocando a formação da grafita esferoidal. Geralmente se adiciona Fe-Si após o tratamento de nodularização para a produção de uma microestrutura adequada na matriz (CHIAVERINI, 1996). Em função de a matriz ser a determinante das propriedades mecânicas, seu nome é utilizado para designação dos diferentes tipos de ferros fundidos nodulares. O ferro fundido nodular ferrítico possui os nódulos de grafita numa matriz ferrítica. É caracterizado pela boa ductilidade e resistência ao impacto, com resistência à tração e limite de escoamento equivalentes a um aço baixo carbono. É recomendado o tratamento térmico de recozimento para garantir máxima ductilidade e tenacidade a baixas temperaturas (MALUF, 2002).

17 17 Os nodulares ferrítico-perlíticos são os mais comuns, tendo boa usinabilidade e baixo custo de produção. Os nódulos de grafita estão distribuídos numa matriz contendo ferrita e perlita (KONOPLYUK, 2010). O ferro fundido nodular perlítico possui alta resistência à tração, boa resistência ao desgaste e, dependendo dos elementos químicos presentes, moderadas resistência ao impacto e ductilidade. Sua estrutura é composta de nódulos de grafita numa matriz perlítica, geralmente com uma pequena porcentagem de ferrita ao redor dos nódulos, microestrutura essa conhecida como olho de boi (MALUF, 2002). Na Figura 3 são mostradas as microestruturas para a matriz predominantemente ferrítica e predominantemente perlítica. Figura 3 - Microestruturas dos ferros fundidos nodulares Fonte: adaptado de OLIVEIRA (2008) A solidificação dos ferros fundidos nodulares sofre influência do silício e do elemento nodularizante presentes na liga. Para um ferro fundido hipoeutético com 2% de carbono, por exemplo, acima da linha liquidus a liga está totalmente liquefeita. Ao ser resfriada a partir do ponto A da Figura 4, começam a se formar os primeiros cristais sólidos de austenita. Continuando o resfriamento, a austenita se enriquece de carbono e mais cristais se formam, diminuindo cada vez mais a quantidade de fase líquida. Nessa região o elemento nodularizante atua retardando a formação inicial da grafita na forma de veios. Ao ser atingido o ponto B da Figura 4, o carbono que não pôde se dissolver na austenita, auxiliado pela maior tensão superficial do banho originada pelo elemento nodularizante, forma núcleos onde iniciam os nódulos de grafita. Ao ser atingida a linha solidus, a liga é composta por austenita supersaturada de carbono e nódulos de grafita (CHIAVERINI, 1996).

18 18 Figura 4 - Diagrama Metaestável Fe-C-Si A linha liquidus B linha solidus Fonte: adaptado de CHIAVERINI (1996) 2.2 ELEMENTOS DE LIGA NOS FERROS FUNDIDOS NODULARES Quando a solidificação dos ferros fundidos nodulares está completa, a microestrutura é constituída por grafita esferoidal, austenita e inclusões. A austenita apresenta um teor relativamente alto de carbono nos ferros fundidos nodulares. Esse excesso de carbono precisa ser rejeitado pela austenita desde a transformação eutética até o início da transformação eutetóide com a precipitação do carbono nos nódulos de grafita, ou a austenita estará supersaturada de carbono. A adição de elementos de liga no ferro fundido promove ou dificulta a rejeição do carbono Transformações no estado sólido A partir do término da solidificação, o carbono presente na austenita começa a migrar para os nódulos de grafita, criando regiões com menor concentração deste elemento e propícias à formação da ferrita. Essa difusão ocorre desde a temperatura do eutético até a temperatura do eutetóide. Se a transformação da austenita em

19 19 ferrita não tiver se completado antes de atingir o eutetóide, ocorrerá a formação da perlita. A transformação da austenita em ferrita e grafita verifica-se a temperaturas mais elevadas, e a transformação em perlita a temperaturas mais baixas (CALLISTER, 2002; DI COCCO, IACOVIELLO, CAVALLINI, 2010) Formação da ferrita A formação da ferrita está condicionada à difusão do carbono da austenita para a grafita. Na transformação direta, o carbono da austenita difunde-se para as partículas de grafita existentes, criando regiões com baixa concentração de carbono e formando a ferrita ao redor dos nódulos de grafita. Quanto maior o número de nódulos na estrutura do ferro fundido nodular, mais regiões de transformação da austenita em ferrita existem e maior é o percentual de ferrita na matriz. O tratamento de inoculação e o emprego de maiores taxas de resfriamento na solidificação promovem o aumento do número de núcleos que contribuem para a formação da ferrita (KRAUSS, 1989; MALUF, 2002). O silício presente nos ferros fundidos é o principal elemento ferritizante, pois aumenta o coeficiente de difusão do carbono e diminui sua solubilidade na austenita, ampliando a faixa de coexistência entre austenita, ferrita e grafita, e promovendo dessa forma a formação da ferrita Formação da perlita Para que a perlita se forme, é necessário o aumento da taxa de resfriamento no estado sólido e a adição de elementos de liga ao ferro fundido nodular. A maior taxa de resfriamento diminui o tempo para a migração do carbono da austenita para a grafita, e a presença dos elementos de liga aumenta a temperatura do eutetóide, dificultando também a migração do carbono para a grafita, além de diminuir a taxa de difusão do carbono e aumentar a sua concentração na austenita (KRAUSS, 1989; KIM, COCKCROFT, OMRAN, 2009). A nucleação da perlita inicia nos contornos de grão da austenita, já que é nessa região que geralmente se concentram os elementos de liga segregados na solidificação e o seu crescimento ocorre na forma de hemisférios ou esferas, para

20 20 frente ou lateralmente na austenita, até que se tenha completado toda a transformação da austenita. A nucleação também pode ocorrer em inclusões ou na interface grafita/austenita (ASTM A247, 2001). Os diferentes elementos de liga que podem ser adicionados como perlitizantes no ferro fundido nodular são o manganês, o cobre, o estanho, o antimônio, o arsênio, o cromo, o níquel, o molibdênio e o vanádio (KOERICH et al, 2011; MALUF, 2002). Dentre eles, o manganês, o cobre e o estanho, são utilizados na fórmula para o cálculo do cobre equivalente, mostrada na Equação 1. Equação 1 - Fórmula do cobre equivalente (1) Fonte: GUESSER, HILÁRIO (1999) O manganês é um forte perlitizante, sendo o mais eficiente no refino da perlita. Estabiliza a austenita, diminui o coeficiente de difusão do carbono e aumenta a solubilidade do carbono na austenita. Aumentando-se a quantidade de manganês na liga, eleva-se o percentual de perlita presente na estrutura (VILELA, 2010). O cobre é um dos elementos mais empregados na produção dos ferros fundidos nodulares, pois tem forte ação perlitizante. Promove a estabilização da austenita, aumenta o coeficiente de difusão do carbono na austenita e age como barreira para a difusão do carbono, pois concentra-se na interface grafita/austenita. O estanho possui características perlitizantes muito semelhantes às do cobre, também agindo como barreira à difusão do carbono, e em quantidades elevadas pode causar a degeneração dos nódulos de grafita. A utilização do estanho também pode reduzir a ductilidade e a resistência à fadiga do material (MALUF, 2002; KOERICH et al, 2011). O antimônio, o arsênio, o cromo, o níquel, o molibdênio e o vanádio são pouco utilizados na fabricação do ferro fundido nodular, pois podem causar a degenerescência dos nódulos de grafita e a formação de carbonetos eutéticos na solidificação. Comparando as propriedades como perlitizante do cobre e do estanho, a literatura aponta o estanho como o elemento com maior poder de perlitização (KOERICH et al, 2011). Este dado pode ser confirmado com a observação dos

21 21 diagramas ferro-cobre e ferro-estanho, da Figura 5 e da Figura 6, onde são mostradas as fases formadas com tais elementos. Para o diagrama Cu-Fe, ocorre somente a formação de fases, enquanto para o Fe-Sn, além da formação de fases, também ocorre a formação de intermetálicos. As fases intermetálicas formadas pelo estanho em combinação com o ferro na faixa de temperatura onde ocorrem as transformações (entre 700 e 1400 C) pode explicar o rendimento superior do estanho em relação ao cobre. As fases intermetálicas formadas concentram-se na interface grafita/austenita e agem como barreiras à difusão do carbono. Tais elementos servem como barreiras devido à baixa solubilidade do carbono em ambos, tendo solubilidade muito baixa a temperaturas elevadas (LYMAN, BOYER, UNTERWEISER, 1973; ODEN, GOKCEN, 1993). A formação da estrutura ferrítica a temperaturas mais altas e da estrutura perlítica a temperaturas mais baixas pode estar relacionada a essas características de solubilidade. Figura 5 Diagrama de fases ferro-cobre AUSTENITA COBRE COBRE + AUSTENITA FERRITA COBRE + FERRITA Fonte: adaptado de CRCT (2013)

22 22 Figura 6 Diagrama de fases ferro-estanho FERRITA Fonte: adaptado de CRCT (2013) 2.3 CUSTOS DE FABRICAÇÃO DOS FERROS FUNDIDOS Na produção de todo componente manufaturado, além dos requisitos dimensionais e de material exigidos pelo projeto, também são importantes o processo de fabricação e os custos de produção envolvidos. O dimensional e as propriedades do material são fundamentais à montagem e à funcionalidade do item. Um processo de fabricação organizado e prático é responsável por uma boa produtividade. Os custos de produção estão ligados a todo o processo, desde a seleção das matérias-primas até a destinação final do componente. No caso dos componentes fabricados por processos de fundição, segundo dados da Associação Brasileira de Fundição, os maiores custos envolvidos são os com matéria-prima, correspondendo a cerca de 40% do total (ABIFA, 2013). Os materiais das cargas normalmente empregados como matéria prima em fornos de indução a cadinho para fabricação de ferros fundidos são: ferro gusa, sucata de aço, retornos de fundidos, cavacos da usinagem das peças de aço e de ferro fundido, ferros-ligas, carburantes e alguns metais de elevada pureza (DIAS, 2009). A Figura 7 mostra o perfil do custo médio de fabricação de peças de ferro fundido no Brasil.

23 23 Figura 7 - Composição do custo na produção de ferro fundido Fonte: adaptado de ABIFA (2013) Segundo D AVILA FILHO (2009), as matérias primas utilizadas na fundição de materiais ferrosos são o gusa, a sucata, o retorno interno da própria fundição e os ferros-ligas, na proporção mostrada na Figura 8. Observando a Figura 8 e a Figura 9, pode-se notar que os ferros-liga, mesmo correspondendo à apenas 2% da quantidade em peso na composição do ferro fundido, possuem forte influência no custo da liga, correspondendo à 11% do custo com matéria-prima, devendo portanto o seu uso ser controlado à menor quantidade possível. Figura 8 - Percentuais do peso de matéria prima utilizada na fundição de ligas ferrosas Fonte: adaptado de D AVILA FILHO (2009)

24 24 Figura 9 - Percentuais do custo com matéria prima na fundição de ligas ferrosas Fonte: adaptado de D AVILA FILHO (2009) Dados recentes mostram que o preço do metal fundido tem subido significativamente (ABIFA, 2013), devido ao aumento do custo da matéria prima utilizada nas fundições. Dessa forma é necessária a constante busca por melhorias no processo de produção para que o material fundido permaneça sempre competitivo, seja no mercado nacional ou internacional.

25 25 3 MATERIAIS E MÉTODOS Com o objetivo de avaliar a perlita formada por dois diferentes elementos de liga no ferro fundido nodular perlítico-ferrítico, foram realizados estudos sobre as microestruturas originadas e sobre as propriedades mecânicas obtidas. O material analisado e os passos seguidos estão detalhados na sequência. 3.1 MATERIAL Devido à possibilidade do estanho prejudicar algumas propriedades mecânicas do material quando utilizado em maiores quantidades, o ferro fundido nodular do tipo perlítico-ferrítico segundo a norma SAE J434 classe D5504 foi o escolhido para ser o foco dos estudos desse trabalho. As propriedades mecânicas exigidas para o material e para as outras classes da norma SAE J434 são mostradas na Tabela 1. Classe Tabela 1 - Propriedades mecânicas do ferro fundido norma J434 Resistência à tração (MPa) Limite de escoamento (MPa) Alongamento mínimo (%) Resistência ao impacto (J) Dureza (HB) Matriz D Ferrítica D D D Ferrítica - perlítica Ferríticaperlítica Perlíticaferrítica D Perlítica Fonte: adaptado de SAE J434 (2004) A norma SAE J434 também especifica que 80% dos nódulos de grafita presentes na microestrutura devem estar na forma de nódulos perfeitos, com formato e tamanho especificados pela norma ASTM A247, e com a microestrutura livre de cementita primária e carbonetos.

26 METODOLOGIA Com o intuito de verificar o poder de perlitização do elemento de liga adicionado, foram vazados corpos de prova com diferentes percentuais de estanho e cobre na liga. Os percentuais de estanho e de cobre adicionados foram alcançados através do cálculo do cobre equivalente (GUESSER, HILÁRIO, 1999) Fusão e vazamento A liga de ferro fundido utilizada foi fundida em um forno de indução com capacidade de fusão de dezoito toneladas de metal. A carga metálica adicionada consistiu em sucata de aço, retorno e cavaco de ferro fundido nodular e ferros-liga. O tratamento de nodularização foi realizado em uma panela de transferência com capacidade para até três toneladas de metal, através do processo de nodularização a fio, onde o elemento nodularizante é adicionado ao metal líquido na forma de fios. O fio utilizado neste tratamento era constituído por FeSiMg, sendo obtido um teor de magnésio entre 0,050% e 0,067% em peso. Depois de tratado, o metal foi transferido a uma panela de vazamento com capacidade de 20 kg, juntamente com os elementos perlitizantes e o inoculante, sendo então vazados três blocos de prova com cada composição química desejada. Os blocos de prova padrão utilizados neste estudo seguem a norma ASTM A536 e tiveram seus moldes confeccionados em areia através do processo cold-box. Estes blocos foram vazados a temperaturas entre 1370 e 1390 C, com o tempo entre o tratamento de nodularização e o vazamento (fading) de aproximadamente 5 minutos, o que equivale ao processo normal de produção. O elemento inoculante utilizado era composto basicamente por Si, com traços de Ca, Ce e Al, sendo a taxa de inoculação usada de 0,25% em peso. Os elementos perlitizantes utilizados foram o cobre e o estanho. O cobre foi adicionado na forma de fios, que possuíam diâmetro menor que 0,5 mm. O estanho foi adicionado em pequenos blocos, com dimensões máximas de 10 mm. Na Tabela 2 é mostrada a composição química planejada para os elementos perlitizantes.

27 27 Tabela 2 - Composição química objetivada (% em peso) Manganês (Mn) Estanho (Sn) Cobre (Cu) Cobre equivalente Liga base 0,40 0,02 0,00 0,40 Composição 1 0,40 0,06 0,00 0,80 Composição 2 0,40 0,05 0,10 0,80 Composição 3 0,40 0,04 0,20 0,80 Composição 4 0,40 0,03 0,30 0,80 Composição 5 0,40 0,02 0,40 0,80 Fonte: do autor Após vazados, os blocos de prova permaneceram resfriando no molde de areia por aproximadamente 2 horas, sendo entao desmoldados, jateados para retirada do excesso de areia e resfriados naturalmente ao ar. Após o resfriamento, foram seccionados nas regiões indicadas na Figura 10 para que fossem retirados os corpos de prova para os ensaios de tração, dureza e impacto. A medida da dureza foi realizada na parte inferior dos corpos de prova que foram usinados para ensaio de impacto, conforme a Figura 10. Figura 10 - Locais de retirada dos corpos de prova e medição de dureza Fonte: do autor

28 Ensaios mecânicos Para avaliar o efeito do cobre e do estanho nas propriedades mecânicas, foram realizados ensaios de tração, impacto e dureza sobre os corpos de prova. Para cada composição química vazada foram ensaiados 3 corpos de prova de tração conforme a norma ASTM A536, 6 corpos de prova de impacto Charpy conforme a norma ASTM E-23 e medidos 18 pontos de dureza Brinell conforme norma ASTM E-10. No ensaio de tração foi obtido o limite de resistência à tração, o limite de escoamento e o alongamento percentual do material. Para esse ensaio foi utilizada a máquina EMIC DL20000, utilizando uma célula de carga de 200 kn e corpos de prova de dimensões mostradas na Figura 11. O ensaio de impacto Charpy fornece dados sobre a tenacidade do material. A máquina utilizada foi Webstoffprüfmachinen, com pêndulo de 294 Joules de energia máxima e corpos de prova sem entalhe. O ensaio de dureza Brinell consiste na medição da marcação originada por uma esfera no material. Foi realizada em um durômetro Werkstoffprüfmachinen, utilizando uma esfera de 10 mm de diâmetro e carga de 3000 kgf. Figura 11 - Dimensões do corpo-de-prova utilizado para ensaio de tração Fonte: adaptado de ASTM A Análises metalográficas As análises metalográficas consistiram na avaliação quantitativa das fases presentes e dos nódulos de grafita, e qualitativa para a morfologia da perlita e da grafita. Para cada composição química objetivada foram analisados os percentuais de perlita e ferrita, o grau de nodularização, e o número, a forma e o tamanho dos

29 29 nódulos de grafita. As imagens foram feitas em um microscópio ótico Olympus GX51 acoplado ao analisador de imagens Digimet Plus 4G, utilizando aumento de 100x. A análise dos nódulos de grafita foi realizada sem ataque, seguindo a norma ASTM A247, enquanto a quantificação das fases presentes foi feita com ataque de Nital 3%. A avaliação qualitativa da perlita e da grafita foi feita no microscópio ótico Nikon Epiphot 200, com ataque de Nital 3%, e em ampliações de 100X e 1000X. As amostras metalográficas foram retiradas do corpo de prova de tração, após o ensaio, em uma região distante cerca de 10 mm da ruptura, embutidas em Bakelite e preparadas para microscopia ótica. A preparação consistiu no lixamento das amostras embutidas, com lixas de granulometrias decrescentes (100, 200 e 400 mesh), e no polimento das amostras, utilizando pasta de alumina como abrasivo.

30 30 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES Os resultados obtidos nos ensaios e avaliações realizados sobre os corpos de prova de cada composição, visando a substituição do cobre pelo estanho como elemento perlitizante, são discutidos abaixo. Para a composição química, mostrada na Tabela 3, foram encontrados valores maiores do que os objetivados para o manganês, causados pelo maior percentual deste elemento presente na sucata de aço utilizada. Para a obtenção das 5 composições estudadas, foi utilizada uma liga base com 0,017% de Sn e 0,045% de Cu e foram adicionados os elementos perlitizantes para atingir o valor desejado. Tabela 3 - Composição química encontrada (% em peso) Manganês (Mn) Estanho (Sn) Cobre (Cu) Cobre equivalente Liga base 0,480 0,017 0,045 0,46 Composição 1 0,475 0,042 0,045 0,71 Composição 2 0,480 0,040 0,105 0,75 Composição 3 0,480 0,037 0,244 0,86 Composição 4 0,470 0,026 0,269 0,76 Composição 5 0,500 0,017 0,443 0,87 Fonte: do autor 4.1 ENSAIOS MECÂNICOS Os resultados obtidos no ensaio de tração, mostrados da Figura 12 à Figura 14, não mostraram diferenças significativas entre as composições. No entanto, pode ser observada a tendência de aumento da resistência à tração, aumento do limite de escoamento e consequente diminuição do alongamento percentual do ferro fundido quando adicionada maior quantidade de estanho. Mesmo tendo menor cobre equivalente, a composição 1 apresentou maior limite de resistência à tração e maior limite de escoamento, indicando que o estanho promove o aumento da resistência mecânica do material. Segundo Dionísio (1986), o aumento da resistência é ocasionado pela segregação intergranular de parte do estanho contigo no ferro, quando em solução sólida. Os intermetálicos presentes na matriz metálica agem como barreira à movimentação dos planos de escorregamento

31 31 cristalino e das discordâncias, seja no interior do grão ou no seu contorno, fazendo com que seja necessária a adição de mais energia para que ocorra a movimentação. Figura 12 - Gráfico de resistência à tração Fonte: do autor Figura 13 - Gráfico de limite de escoamento Fonte: do autor

32 32 Figura 14 - Gráfico de alongamento após a ruptura Fonte: do autor A literatura aponta que o estanho em maiores quantidades na matriz causa a fragilização do material (DIONÍSIO, 1986). Nos resultados de impacto, mostrados na Figura 15, foi observada a menor tenacidade do material para a composição 1 (0,042% Sn-0,045% Cu), onde foi adicionada maior quantidade de estanho. Para a composição 2 foi encontrada maior resistência ao impacto. A fragilização do material pela adição de maiores quantidades de Sn foi comprovada, porém quando existe a combinação do Cu com o Sn, o material possui maior tenacidade. Figura 15 - Gráfico de resistência ao impacto Fonte: do autor

33 33 Segundo Eliaz (2002), o estanho pode se acumular nos contornos de grão do ferro fundido. A presença do estanho nos contornos de grão e na interface grafita/austenita, além de impedir a difusão do carbono e ser um ponto de nucleação da perlita, também funciona como um ponto onde pode ocorrer a propagação de trincas no material. Quando adicionados o Cu e o Sn em conjunto como elementos perlitizantes, os resultados de resistência ao impacto mostraram a tendência de obtenção de valores mais altos do que para as adições com predominância de apenas um elemento. Os maiores valores encontrados indicam que existe a iteração entre estes elementos, as quais fazem com que a ductilidade do material seja maior. Para a dureza, os resultados também tiveram valores sem diferença significativa, tendo a mesma tendência dos obtidos nos ensaios de tração. Conforme pode ser observado na Figura 16, com o aumento do percentual de estanho a dureza aumenta. Para o aumento do cobre também houve o aumento da dureza e para a combinação dos dois elementos houve a redução da dureza do material. Figura 16 - Gráfico de dureza Brinell Fonte: do autor 4.2 ANÁLISES METALOGRÁFICAS A análise quantitativa da microestrutura originada mostrou que para todas as composições químicas vazadas houve predominância da matriz perlítica, com

34 34 percentuais de perlita entre 85% e 91%. Na Tabela 4 são mostrados os resultados obtidos na análise quantitativa via software de análise de imagens. Tabela 4 - Análise quantitativa das microestruturas % ferrita % perlita Nodularização nº de nódulos/mm² Cobre equivalente Composição % 183 0,70% Composição % 233 0,75% Composição % 164 0,85% Composição % 150 0,76% Composição % 150 0,86% Fonte: do autor Na composição 2 foi encontrado maior número de nódulos por mm² em relação às demais. A maior quantidade de nódulos de grafita por mm² forma uma matriz mais homogênea, distribuindo as cargas mecânicas aplicadas de forma mais uniforme e proporciona os maiores valores de resistência ao impacto encontrados. Não foi observada grande variação nos percentuais de perlita obtidos para as cinco composições vazadas, apesar da variação encontrada para o cobre equivalente calculado. É possível observar na Tabela 4 que nas composições com maior proporção de estanho na liga o resultado calculado para o cobre equivalente tendeu a distanciar-se do percentual de perlita encontrado. Para uma liga ferríticaperlítica produzida pela Castertech, equivalente à classe D4512 da norma SAE J434, foi notada a mesma tendência, onde para o mesmo cobre equivalente calculado, o percentual de perlita obtido com a adição de estanho como perlitizante foi 2,3% maior do que o obtido quando utilizado o cobre. Com base nestes dados, a fórmula do cobre equivalente utilizada para estimativa da quantidade de perlita obtida nos ferros fundidos no estado bruto de fundição apresenta incertezas, podendo ser contestada quando são utilizados maiores percentuais de estanho. Segundo a literatura (KOERICH et al, 2011), quando utilizado em quantidades elevadas, o estanho pode causar a degenerescência dos nódulos de grafita devido à formação de barreiras em torno dos nódulos, com certa permeabilidade para ancoragem do carbono, formando grafita tipo estrela. Não foi observada degenerescência dos nódulos de grafita em nenhum dos percentuais de elementos perlitizantes vazados. Da Figura 17 à Figura 21 é mostrada a distribuição, a forma e a quantidade dos nódulos de grafita, podendo ser observada a

35 35 predominância da matriz perlítica na microestrutura do material, com a formação de regiões de ferrita ao redor dos nódulos de grafita. Figura 17 - Micrografia da composição 1 Fonte: do autor Figura 18 - Micrografia da composição 2 Fonte: do autor Figura 19 - Micrografia da composição 3 Fonte: do autor

36 36 Figura 20 - Micrografia da composição 4 Fonte: do autor Figura 21 - Micrografia da composição 5 Fonte: do autor Quanto à morfologia da perlita, pode-se observar na Figura 22 que para as composições com maior proporção de estanho foram encontradas lamelas de perlita mais finas, para a comparação entre composições com cobres equivalentes semelhantes, indicando que o estanho é mais eficiente que o cobre no refino da perlita. Pôde ser observado também que a relação ferrita/cementita é menor para composições contendo maior percentual de estanho. Para essas composições, as lamelas de ferrita na perlita são menos espessas, tendo espessura semelhante à da cementita. Como a ferrita é dúctil e possui boas propriedades de absorção de impacto e a cementita é extremamente dura, frágil e quebradiça, a diminuição da relacão ferrita/cementita com o aumento do percentual de estanho na combinação com o cobre, justifica a menor resistência ao impacto e as maiores resistências mecânicas e dureza obtidos pela adição de estanho ao ferro fundido na composição 1. Com a diminuição do percentual de estanho e aumento do de cobre, as lamelas de ferrita na perlita tendem a ficarem mais espessas até certa composição, onde novamente tendem a ficarem menos espessas.

37 37 Figura 22 - Morfologia da perlita para as composições vazadas Fonte: do autor A utilização tanto de cobre como de estanho de forma predominante na composição para a formação da perlita resulta em lamelas de ferrita na perlita mais estreitas e consequentemente maiores resistências mecânicas. Em contrapartida, a combinação dos dois elementos perlitizantes utilizados proporciona perlita com lamelas de ferrita mais largas, aumentando a tenacidade e com diminuição da resitência à tração e da dureza. Estes resultados indicam que o efeito existente entre ambos não ocorre de forma linear, havendo a iteração do efeito de um elemento sobre o do outro na formação da perlita. 4.3 ATENDIMENTO À NORMA SAE J434 CLASSE D5504 No segmento da indústria automotiva existem diversas normas que definem os padrões de segurança e qualidade que são exigidos para os componentes manufaturados. No caso do componente fundido com a liga em estudo, a norma que define as propriedades exigidas é a SAE J434. Na Tabela 5 são mostrados os resultados obtidos nos ensaios mecânicos e metalográficos, em comparação com os exigidos pela norma. Analisando os resultados de forma geral, para a classe D5504, em todas as composições químicas vazadas o material somente não atingiu as propriedades mecânicas de resistência ao impacto típicas para essa classe. As demais propriedades foram atendidas. Isso se deve ao fato das quantidades de cobre e estanho adicionados à liga terem sido

38 38 maiores do que o necessário para a obtenção do ferro fundido classe D5504, sendo o material vazado de uma classe superior à objetivada. Os resultados metalográficos para todas as composições atenderam à norma. Tabela 5 - Resultados mecânicos e metalográficos para as composições vazadas Norma SAEJ434 Classe D5504 Resistência à tração (MPa) Limite de escoamento (MPa) Alongamento (%) Resistência ao impacto (J) Dureza (HB) ,0 40, Composição ,4 11,6 246 Composição ,1 21,2 240 Composição ,5 19,3 239 Composição ,7 17,1 241 Composição ,4 18,8 247 Fonte: do autor Matriz Perlítica -ferrítica Perlítica -ferrítica Perlítica -ferrítica Perlítica -ferrítica Perlítica -ferrítica Perlítica -ferrítica De acordo com os resultados encontrados, para a substituição do cobre pelo estanho como elemento perlitizante na liga de ferro fundido nodular classe D5504, a adição do estanho deve ser controlada a fim de evitar que ocorra a fragilização do material e o cobre não pode ser eliminado totalmente, evitando assim que as características de segurança atribuídas ao componente fundido sejam comprometidas. A utilização da fórmula do cobre equivalente (GUESSER, HILÁRIO, 1999) como indicativo da quantidade de perlita na matriz dos ferros fundidos no estado bruto de fusão e consequente estimativa das propriedades mecânicas do material deve ser revista quando utilizado o estanho em maior quantidade como elemento perlitizante, pois existem divergências nos resultados objetivados e encontrados. 4.4 RESULTADOS FINANCEIROS A principal motivação para o estudo da substituição do cobre pelo estanho como elemento perlitizante na liga de ferro fundido foi o ganho financeiro que poderia ser obtido. Mesmo o estanho tendo o preço do quilograma cerca de três vezes maior que o preço do cobre, a substituição é vantajosa financeiramente pelo fato da quantidade de estanho a ser utilizado poder ser um décimo da que seria utilizada de cobre, para que sejam obtidas as mesmas propriedades mecânicas.

39 39 Com a substituição do cobre pelo estanho na liga D5504, na relação cobre/estanho mínima de 2,5 para evitar que as propriedades do material sejam comprometidas, o percentual em peso do elemento perlitizante na carga passa de 0,301% de cobre para 0,108% e de 0,025% de estanho para 0,043%. Essa mudança ocasiona a redução direta de 30,65% do custo com perlitizante na liga e de 3,33% no custo final desta liga, como observado na Tabela 6. Tabela 6 - Resultados finaceiros estimados Cobre Estanho Atual 0,301% 0,025% Proposto 0,108% 0,043% Fonte: do autor Redução no custo com perlitizante Redução no custo da liga 30,65% 3,33% Estendendo esta melhoria também aos outros ferros fundidos produzidos pela Castertech, como as ligas de classes D4512 e D5006, são obtidas reduções de 2,00% e 1,94% em média no custo da liga final, respectivamente. Estes valores de redução tornam-se significativos ao ser levada em consideração a produção mensal de aproximadamente toneladas de ferro fundido nodular.

40 40 5 CONCLUSÕES Através de ensaios mecânicos e metalográficos foram avaliadas as propriedades mecânicas obtidas com a adição combinada de cobre e de estanho no ferro fundido nodular perlítico-ferrítico. Nas propriedades mecânicas, a maior quantidade de estanho combinado na matriz promoveu o aumento da resistência à tração, o aumento do limite de escoamento e da dureza, porém com diminuição do alongamento e da tenacidade do material. Para as composições intermediárias, onde houve combinação de maior quantidade de cobre com o estanho, foram encontrados maiores valores de resistência ao impacto e menores resistências à tração. As análises metalográficas evidenciaram a predominância da matriz perlítica em todas as composições vazadas, havendo diferenças na morfologia da perlita, onde maiores cobres equivalentes originaram perlita mais fina. Para maiores quantidades de estanho ou de cobre na combinação, a perlita teve as lamelas de ferrita mais finas, com menor relação ferrita/cementita, explicando a propriedades mecânicas e a dureza mais elevadas. Para as combinações intermediárias dos dois elementos, foi encontrada maior relação ferrita/cementita, onde a maior quantidade de ferrita na morfologia da perlita diminui a sua dureza e a sua fragilidade. Devido à adição de elementos perlitizantes em maior quantidade do que o necessário para atendimento à norma SAE J434 classe D5504, os valores de resistência ao impacto acabaram ficando menores do que os esperados para esse material. As demais propriedades tiveram seus requisitos atendidos. É possível observar pelos resultados que a classe de material analisada é superior à D5504, sendo portanto os valores esperados de resistência ao impacto menores. A redução direta do custo com elemento perlitizante na liga de ferro fundido classe D5504 para a substituição do cobre pelo estanho é superior a 30%, sendo de 3,33% no custo da liga final. A eliminação total do cobre da composição não pode ser realizada, pois a adição de somente estanho acaba fragilizando a microestrutura. A quantidade de cobre a ser adicionado pode ser reduzida em quase um terço e a adição de cobre aumentada em 0,018%.

41 41 6 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS O cobre e o estanho são elementos bastante utilizados nas fundições para promover a formação da perlita em ferros fundidos obtidos no estado bruto de fusão, com vários trabalhos abordando a substituição do primeiro pelo segundo, porém escassos estudos avaliando o comportamento e a influência mútua destes elementos na perlitização. Como sugestões para futuros estudos, podem ser consideradas as seguintes: Avaliação da iteração existente entre o cobre e o estanho e sua influência no processo de formação da perlita e na microestrutura dos ferros fundidos nodulares; Revisão da fórmula do cobre equivalente citada na literatura, ajustando-a para utilização com maiores teores de estanho; Avaliação das composições onde pode ocorrer a combinação do cobre com o estanho com benefício às propriedades mecânicas.

42 42 REFERÊNCIAS AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS ASTM. ASTM A247: Standard Test Method for Evaluation the Microstructure of Graphite in Iron Castings, ASTM A536: Standard Specification for Ductile Iron Castings, ASTM E10: Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials, ASTM E23: Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE FUNDIÇÃO ABIFA. Disponível em: Acesso em: 30 mai ASSOCIAÇÃO NACIONAL DOS FABRICANTES DE VEÍCULOS AUTOMOTORES ANFAVEA. Anuário da Indústria Automobilística Brasileira. São Paulo, CALLISTER, William D.,. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 5.ed. Rio de Janeiro: LTC, c2002. xxx, 589 p. ISBN CARDOSO, Paulo Henrique Sanchez, ISRAEL, Charles Leonardo, STROHAECKER, Telmo Roberto. Estudo comparativo de ferros fundidos nodulares temperados e austemperados. Estudos tecnológicos, v. 6, nº 3, p , CHIAVERINI, Vicente. Aços e ferros fundidos: características gerais, tratamentos térmicos, principais tipos. 7.ed. ampl. e rev. São Paulo: ABM, 599 p. ISBN CRCT, ÉCOLE POLYTECHNIQUE DE MONTREAL. SGTE Alloy Phase Diagrams. Disponível em: Acesso em 06 abr D AVILA FILHO, Boaventura Mendonça. Desenvolvimento de estudos para elaboração do plano duodecenal ( ) de geologia, mineração e transformação mineral. Projeto de Assistência Técnica ao Setor de Energia, MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA MME, DI COCCO, V., IACOVIELLO, F., CAVALLINI, M. Damaging micromechanisms characterization of a ferritic ductile cast iron. Engineering Fracture Mechanics, v. 77, p , 2010.

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45 ANEXOS 45

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