Tratamentos térmicos de ferros fundidos

Transcrição

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2 FERROS FUNDIDOS Usados em geral para: Resistência ao desgaste Isolamento de vibrações Componentes de grandes dimensões Peças de geometria complicada Peças onde a deformação plástica é inadmissível

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6 FERROS FUNDIDOS TIPOS BÁSICOS FF CINZENTO (Gray iron) FF DÚCTIL (Spheroidal iron) FF BRANCO (White iron) FF MALEÁVEL (Malleable iron) Existe sobreposição de composição química, pelo que só se distinguem através do processamento! t!

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8 FF cinzento Grafita em flocos Frágil sob tensão trativa Resistência sob compressão Resistência ao desgaste Excelente absorção de vibrações

9 FF branco <1wt% Si duro e frágil Mais cementita Excelente resistência ao desgaste

10 FF mesclado apresenta a estrutura do FF branco na superfície e do cinzento no núcleo do componente aplicações: equipamentos para mineração e implementos agrícolas cilindros de laminação revestimentos de moinhos de bolas para moagem de minério bolas de moinho mandíbulas de britadores eixos cames

11 MESCLADO

12 MESCLADO

13 MESCLADO Tratamentos térmicos de ferros fundidos

14 FF dúctil/nodular d l Adição de Mg ou Ce Grafita em nódulos Matriz perlitica melhor ductilidade

15 Microestruturas de Ferro Fundido com conteúdos crescentes de Mg

16 Classificação dos Ferros Fundidos CINZENTO: veias de grafita em matriz de perlita ou de ferrita ( 1% a 3% Si); BRANCO: cementita primária em matriz de perlita ( teor <1% Si e resfriamento rápido); MESCLADO: mistura entre ferro fundido cinzento e branco (formação de ferros fundidos brancos ou cinzentos dependem da composição química e da taxa de resfriamento) NODULAR: partículas esféricas de grafita (adição de Mg e Ce) em matriz de perlita ou ferrita. MALEÁVEL: partículas irregulares mas compactas de grafita em matriz de perlita ou de ferrita. Resultado do tratamento térmico de MALEABILIZAÇÃO.

17 Tratamentos Similares aos dos Aços TÊMPERA: Incluindo Martêmpera, Austêmpera, têmpera superficial (indução ouchama); Maior dificuldade de têmpera para ferros fundidos ferríticos porque a grafita dissolve mais lentamente na austenita. RECOZIMENTO para converter Fe 3 C em grafita NORMALIZAÇÃO: Após austenitização entre ~ o C. Dureza aumenta com T norm devido ao maior teor de C em solução em austenita que depois é combinado (Fe 3 C). ALÍVIO DE TENSÕES: Igual ao realizado com os aços (resfriamento lento no forno até 300 o C p/ peças pequenas e até 100 o C p/ peças grandes e depois resfriamento aoar) ar)

18 Austêmpera: realizada de forma semelhante aos aços, porém deve produzir uma matriz ti austeno ferrítica ( ausferrite ), o que significa que o tratamento isotérmico deve ser interrompido em um tempo certo para não produzir uma matriz de ferrita e carbonetos.

19 Microestruturas austemperadas

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21 Recozimento Tratamentos térmicos de ferros fundidos 3 tipos diferentes (todos convertem Fe 3 C em grafita) (em termos gerais melhoram a usinabilidade das peças) 1) Recozimento Ferrítico ( Recoz Recoz. a Baixa Temp. ): abaixo da T crítica ( o C) transformando Fe 3 C em C livre. Usado p/ para ferros fundidos comuns (sem elementos estabilizadores de Fe 3 C). Econômico porque evita o resfriamento lento. 2) Recozimento Pleno ou completo ( Recoz. Médio ) : a o C p/ dissolução mais eficiente de Fe 3 C na fase (austenita) em ferros fundidos ligados (ferros fundidos com alta % de elementos de liga). Resfriamento lento para evitar reformação de perlita. 3) Recozimento Grafitizante à o C ( Recoz. a Alta Temp. ): : ) ( p ) ferros fundidos brancos ou ferros fundidos mesclados p/ eliminação de carbonetos maciços. para ferros fundidos com Fe 3 C primária (partículas grandes). A Fe 3 C é dissolvida e o modo de resfriamento (forno ou ar) determina a estrutura ferrítica ou perlítica respectivamente.

22 Maleabilização Aplicado ao ferro fundido branco para convertê lo em maleável, l onde a grafita está presente em forma de partículas compactas embora ainda irregulares (dúctil como o ferro fundido nodular) Processo Europeu (antigo): núcleo branco. Vários dias em atmosfera oxidante entre o C. Fe 3 C primária é removida através de descarbonetação. Estrutura final com matriz ferrítica ou perlítica dependendo da espessura da seção.

23 FF maleável Grafita aparece em <rosetas> Mais dúctil

24 Processo americano: núcleo preto tratamento em dois estágios em atmosfera neutra. 1. Dissolve Fe 3 C e distribui favoravelmente o grafite, queservecomo substratoparamais nucleação de grafite. 2. Resfriamento gerando estrutura perlitica ou ferritica: 2.1. resfriamento rápido seguido de resfriamento lento (5 C/h): C precipitado nas partículas de grafite: Ferro fundido maleável ferritico; 2.2. resfriamento lento seguido de resfriamento ao ar: perlita: Ferro fundido maleávelperlitico.