Title

AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS E AO DESGASTE DO FERRO NODULAR BRUTO DE FUSÃO E AUSTEMPERADO

EVALUATION OF THE MECHANICAL PROPERTIES AND WEAR OF AS-CAST AND AUSTEMPERED NODULAR IRON

Authorship

França, André Bragança Carvalho; Carneiro, José Rubens Gonçalves; Brito, Pedro Paiva; Souza, Poliana Santos; Siqueira, Valdercir Aparecido de; Silva, William Melo

França, André Bragança Carvalho

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Carneiro, José Rubens Gonçalves

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Brito, Pedro Paiva

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Souza, Poliana Santos

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Siqueira, Valdercir Aparecido de

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DOI

10.5151/2594-5327-21296

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Abstract

O ferro nodular é um material importante para a engenharia devido às suas propriedades mecânicas , resistência à fadiga, à abrasão e ao amortecimento de vibração. Neste trabalho, apresenta-se uma comparação das propriedades mecânicas do ferro nodular bruto de fusão e austemperado após austenitização à temperatura de 900°C por 1 hora, seguido de resfriamento em banho de sal para temperaturas de 290°C, 320°C, 345°C, 370°C, 390°C e 410°C com manutenção por tempo de 1 min, 3 min, 5 min, 10 min, 15 min, 20 min e 30 minutos para transformação. Mediu-se dureza dessas amostras na escala HRc para se conhecer a cinética de transformação austenita à bainita. As amostras temperadas a partir desses tempos de manutenção foram analisadas em microscópio ótico e, também, submetidas à difração de raios X para identificar as fases presentes na microestrutura. Esses corpos de prova, também, foram usinados para ensaio de desgaste de caloteste em ambiente de pasta de diamante de 3 μm diluída e pino sobre disco. Concluiu-se que, a partir do cálculo de energia de ativação da transformação, que a difusividade do carbono na austenita é o mecanismo controlador da transformação austenita a ferrita mais carboneto, mas, somente, em temperatura superior a 320°C. A comparação da resistência ao desgaste do ferro austemperado com o bruto de fusão não refletiu as diferenças de propriedades mecânicas que ocorrem entre os materiais e, sim, às propriedades ao impacto Charpy. A presença da grafita parece ser o aspecto fundamental que determina a energia de fratura no ensaio de impacto e desgaste, uma vez que a matriz foi pouco determinate nessa características.

The ductile iron is an important material for engineering due to its mechanical properties, fatigue resistance, abrasion and vibration damping. This paper presents a comparison of mechanical properties of ductile iron and gross melt austempered after austenitizing temperature of 900°C for 1 hour followed by cooling in a salt bath to temperatures of 290°C, 320°C, 345°C, 370°C, 390 410°C and maintained for a time, 3 min, 5 min, 10 min, 15 min, 20 min and 30 minutes for processing. Hardness was measured on these samples in scale HRc to know the kinetics of austenite transformation to bainite. Samples hardened from these storage times were analyzed by optical microscopy and also subjected to X-ray diffraction to identify the phases present in the microstructure. These specimens also were machined for testing wear calotest in an environment of diluted diamond paste of 3 μm and pin on disk. It was concluded that from the calculated activation energy of the processing, the diffusivity of carbon in austenite is the controlling mechanism of austenite to ferrite and carbide transformation, but only at temperatures above 320°C. The comparison of wear resistance of austempered iron with nodular gross melting did not reflect differences in mechanical properties that occur between the materials, but in the Charpy impact properties. The presence of graphite seems to be the fundamental determining the fracture energy in the impact test and wear, since the matrix was low in these determinate characteristics.

Keywords

Ferro fundido nodular; Ferro fundido austemperado; ADI.

Cast ductile iron; Austempered ductile iron; ADI.