Título

Efeito da adição de SnO2 nas propriedades mecânicas do ferro fundido nodular

Effect of Sno2 Addition on the Mechanical Properties of Ductile Iron * Ângelo Pradella Titton1 Matheus Tuzin2 Pablo Schettert Bagatini3 Carlos Henrique Raposo Lopes4 Alexandre Vieceli5 Aloisio Nelmo Klein6

Autoria

PEREIRA, LEONARDO

PEREIRA, LEONARDO

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DOI

10.5151/2594-5300-44033

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Resumo

Este estudo avaliou a viabilidade da adição de SnO2 diretamente no banho de metal líquido para incorporar estanho ao ferro fundido nodular. Cobre e estanho metálico são tradicionalmente adicionados aos ferros fundidos para a obtenção de classes com matriz perlítica. Na natureza, o estanho é encontrado principalmente no mineral cassiterita (SnO2), que passa por processos hidrometalúrgicos e pirometalúrgicos para a produção de estanho metálico, aumentando a complexidade e o custo de produção. Foram produzidos ferros fundidos nodulares com concentrações de estanho variando de 0% a 0,09% em massa, adicionados tanto na forma metálica quanto na forma de óxido. A incorporação e os efeitos dessas adições foram avaliados por meio de análise química, ensaio de tração, medição de dureza e ensaio de impacto Charpy. O estanho metálico apresentou eficiência de incorporação de aproximadamente 100%, enquanto a incorporação do Sn contido no SnO2 foi de cerca de 95%. Além disso, o aumento do teor de estanho levou ao aumento da dureza e do limite de resistência à tração, acompanhado de redução do alongamento e da energia absorvida no ensaio de impacto. Esses resultados sugerem que o SnO2 pode ser efetivamente utilizado como fonte de estanho na produção de ferro fundido nodular sem perda significativa de desempenho, oferecendo uma rota potencialmente mais simples e mais econômica para a adição de liga.

This study evaluated the feasibility of adding SnO2 directly into the liquid metal bath to incorporate tin into ductile cast iron. Copper and metallic tin are traditionally added to cast irons to obtain pearlitic matrix grades. In nature, tin is primarily found in the mineral cassiterite (SnO2), which undergoes hydrometallurgical and pyrometallurgical processes to produce metallic tin, increasing production complexity and cost. Ductile cast irons were produced with tin concentrations ranging from 0 wt.% to 0.09 wt.%, added in both metallic and oxide forms. The incorporation and the effects of these additions were evaluated through chemical analysis, tensile testing, hardness measurement, and Charpy impact testing. Metallic tin showed an incorporation efficiency of approximately 100%, while the incorporation of the Sn contained in SnO2 was around 95%. Furthermore, increasing tin content led to an increase in hardness and ultimate tensile strength, along with a reduction in elongation and absorbed energy in the impact test. These findings suggest that SnO2 can be effectively used as a tin source in ductile cast iron production without significant loss of performance, offering a potentially simpler and more economical route for alloying.

Palavras-chave

ductile iron, tin, cassiterite, tin dioxide, pearlitization

ductile iron, tin, cassiterite, tin dioxide, pearlitization