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ELEMENTOS DE LIGA
1Ferro Fundido Cinzento
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FC deQualidade: CE,fluidez,contrao,rechupe e
posibilidade de fornar grafita D e . Elementos de liga facilitam odas Propriedades
Diminuir as variaes de propriedades devido asensibilidade de seo;
Diminuir o feito da variao das prticas de fuso;
Atingir um conjunto de propriedades impossveis deatingir com um material no ligado.
2Ferro Fundido Cinzento
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No deve prejudicar a usinabilidade
No deve promover carbonetos
Cu, Sn, Sb, Ni:no so formadores decarbonetos
Elementos de liga:
Grafitizantes- C, Si, Al, Ni, Cu, Ti
EstabilizadoresMn, Cr, Mo, V
(coquilhamento)
Trabalhar em conjunto para reduzir o
coquilhamento ( neutralizar) Mais usados: Cr, Mo, Cu, Ni
Quanto maior LR do ferro base, maior efeito
do elemento de liga
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Escolha dos elementos de liga
Depender de sua eficcia nas propriedades,
do seu efeitos colaterais benficos ouindesejveis,
do custo e disponibilidade,
da condio de adio na fundio. Deve-se conhecer a procedncia da matria
prima, ao adicionar Cu este realmente deve
ser puro, nunca contaminado com Pb.
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Escolha dos elementos de liga
Quando adicionado na panela no deve ocasionargrandes perdas de temperaturas.
+ 0,5%Mo na forma de FeMo provoca perda detemperatura de 5C,
+0,5%Cr na forma de FeCrC(alto) provoca perda
de temperatura de 12C. Cuidar quando adiciona um elemento muito eficaz,
pois adicionado em pequenas propores:
Ao adicionar 250-500g Sn em 1500Kg, cuidar para
no ter perda mecnica ou que fique preso naescria pois no ser obtida a perlitizaodesejada.
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Associaes de ligas teis.
A combinao de elementos de liga multiplica oefeito sinrgico dos efeitos benficos e no aditivos,
resultando em uma adio eficiente e menosonerosa.
O efeito grafitizante de um elemento neutraliza oefeito estabilizador de outro
Geralmente so associados dois elementosdiferentes, necessitando de uma superviso maiseficiente.
Na teoria h varias combinaes, mas na prtica usa-se o bom senso, pois somente algumas sorealmente teis.
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Cr e V so um perigo, facilmente podem coquilhar.
Outros elementos que provocam coquilhamento so oN, B, Ti, As, Zn, Bi e Pb
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Cu
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Sb e o Ti esto sendo usados
So muito poderosos ( +% econmico).
Facilmente podem ser adicionado em excesso
Provocam efeitos colaterais perigosos, no sendo recomendado o uso de uma
forma geral.
Quando for utilizado deve-se ter uma extremacautela e controle minucioso.
El t d li t i
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Maioria perlitizante,
Mecanismo pelo o qual interfere na matriz diferenciado,
Diminuem o espaamento interlamelar
na dureza e resistncia ao desgaste.
Os elementos Cr, Mn, Mo, e V so dissolvidosna cementita da perlita estabilizando-a, o Cr eMn so mais eficazes.
Elementos de liga x matriz
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Efeito reforador,
Os elementos de liga de forma geral elevam adureza por soluo slida a ferrita
Tambm refinam a perlita
Isto
eleva a resistncia do fundido, resultando em material com menor alongamento,
menor resistncia ao impacto
e maior temperatura de transio dctil frgil.
No caso de FC adio de elementos de ligasobre a fragilidade no problema.
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Efeito perlitizante
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Mecanismo pelo quais os elementos
perlitizantes funcionam so:
Inibio da precipitao do C sobre as lamelas
de grafita: Cu, Sn, Sb, S, As.
So efetivos em teores muito baixos, quando
adicionado em teores excessivos podem
fragilizar.Eliminam ferrita, mas no tem efeito
adicional em ferro fundido perltico,
So tambm efetivos como estabilizadores
da perlita, evitam sua dissoluo durante o
resfriamento de peas grossas ou no uso
em temperaturas altas.
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Mecanismo pelo quais os elementos
perlitizantes funcionam so:
Diminuio da temperatura da reao eutetide:
Cu, Mn, Ni.Diminuio da atividade do C na austenita
(formadores de carbonetos): Cr, V, Mn.
Temperabilidade(reduo da temperatura
efetiva): V, Mo, Cr, Cu, Mn.
O efeito na temperabilidade diminudo quando
forma-se carboneto,
somente o elemento de liga em soluo capazde retardar a transformao da austenita em
ferrita e perlita resultando em estrutura
constituda por bainita e martensita.
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Maior efeito dos elementos de liga nos FF:
tendncia ao coquilhamento,
onde so classificados em :grafitizantes e
promotores de carbonetos.
Quanto maior %C menor o efeito doestabilizador,
Quanto mais grossa for a pea maior o efeitodo estabilizador ( segregao).
i f i
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Ni e Mo tem efeitos,
Cr e V so um perigo, facilmente podem coquilhar.
Outros elementos que provocam coquilhamento so
o N, B, Ti, As, Zn, Bi e Pb
E t h (S ) 0 02 0 10%
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Estanho (Sn)0,02 a 0,10%
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Efeito do Sn no LR do FC-200
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Efeito do Sn na dureza do FC-200
I ibi d i i d C b G fi
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Inibio da precipitao do C sobre a Grafita
Sn
.02% .04% .06% .08% .10%
Em material
base perltico, oefeito do Sn
desprezvel.
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Inibio da precipitao do C sobre a Grafita
SbTeores utilizados:
Sb : 0,02 a 0,06%
2 a 4 X mais efetivo que Sn
Efetivo na eliminao de ferrita
associada a Gr de SR (B e D)
Estabiliza Perlita em uso a altas
temperaturas (at 700C)utilizado como pintura em
machos , contra casca ferrtica
efeito fragilizante similar ao do
Sn
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Sb Ti t d d
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Sb e o Ti esto sendo usados
So muito poderosos ( +% econmico).
Facilmente podem ser adicionado emexcesso
Provocam efeitos colaterais perigosos,
no sendo recomendado o uso de umaforma geral.
Quando for utilizado deve-se ter umaextrema cautela e controle minucioso.
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Cobre (0,2 a 0,8%)
Caractersticas diferentes dos anteriores:
PERLITIZANTE SEGURO: no se registram efeitos
fragilizantes e tem ao grafitizante na solidificao;
atua tambm como refinador da perlita (principalmenteem combinao com Mo) e endurecedor da ferrita.
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Inibio da precipitao do C sobre agrafita
Cu
OBS:
material
base jera
perltico.
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N de clulas eutticas
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N de clulas eutticas. Cu e o Niefeito na FC perlitico.
efeito em FC ferrita + perlita.
Cu e Nicontrabalanam o efeitoestabilizador do Cr e Mo,.
+Cu e Ni possvel(um pouco)%Si,resultando nodevido a%CE eperlitizao mais acentuada.
Cu previne a formao de:carbonetos em seo finaferrita livre em sees grossas,a
sensibilidade a seo do FC
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FC perlitico o Cudurezarefino na perlita,ao desgaste
Sem o coquilhamentousinabilidade,no reduz a resistncia e a durezapoder at mesmo aumentar.
Molibdnio
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Molibdnio e a dureza da perlita, at mesmo em peas
grossas, evitando Mo de difcil oxidao,
prximo a 100% na fuso, este valor no serverdadeiro se ocorrer perdas mecnicas ou o FeMofique preso na escria.
Mo na refuso do retorno 100%recuperado $, eficiente e econmico na produo de FC parapor adio na panela.
Forte tendncia a segregar, unindo-se a steaditaseu volume.
N de clulas eutticas. Menor efeito estabilizador do que Cr, V e W
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Mo
Fofo base j quase totalmente
perltico.
Mo o elemento mais efetivo
nesse caso
Atua refinando a Perlita, porefeito de temperabilidade:
a reao de decomposio da
austenita atrasada e ocorre
em baixas T.
0,25 0,50 0,75 1,0
350
315
280
2
80
245
210
LR
(Mpa)
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x
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Efeito do Mo no LR do FC em barras com diferentestamanhos
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Efeito do Mo na dureza de barras com diferentestamanhos
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Efeito do molibdnio no aumento das propriedadesde ferro fundido aquecido a 500C
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Cromo
Para no formar carbonetos no adicionar maisde 0,05%Cr, diminuindo a usinabilidade, esteefeito deve ser contrabalanado com umgrafitizante ( Cu, Ni)
Eleva a dureza e a resistncia ao desgaste, paraeste tipo de material caso seja tolerado apresena de carboneto ( pensando emusinabilidade) pode ser adicionado um teor
maior eleva o numero de clulas eutticas.
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Cr
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Nquel
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Nquel
l
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Nquel
Efeito do teor de Nquel necessrio para produzir ferritaacicular
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Ni
Vandio
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Vandio
consideravelmente o LR, dureza e a ao
desgaste. Forte estabilizadorusar o mnimo possvelpara no coquilhar ou ter problemas deusinagem
Carboneto estvel rico em V, + de elementosgrafitizantes ou revenido no so capazes
de eliminar todos os carbonetos
Usoabraso sendo tolerado carboneto. Na fuso facilmente oxidvel, sendo seu
irregular, principalmente em panelas.
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Nitrogenio
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Nitrogenio
Efeito do N noLR do FC
Considerado residual at 0,002%, acima de 0,010% gera
gases,
pode ser neutralizado pelo Ti.O nitrognio reduz o nmero de clulas eutticas,
perlitizante e aumenta resistncia a trao, pois reduz o
efeito de entalhe da grafita.
Titnio
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Remove N,
Elimina porosidade e Promove a formao de grafita D ( ferritico),
Reduz dureza e a resistncia a trao,
Reduz o tamanho da grafita e o numero decelulas eutticas.
Nucleante da austenita
Eleva o SR euttico, sendo que este efeitodiminui aps certa concentrao ( quantomaior %CE menor o efeito no SR).
Titnio
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A eficincia do Ti varia com o CE sendo mais eficaz
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A eficincia do Ti varia com o CE, sendo mais eficazpara CE4,4%
0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
CE = 4,44
CE = 4,50
r
esistnciaatrao(Mpa)
Ti (%)
TiCN ( varia a composio) so bem
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( p )angulares, prximos a interfaceperlita/ferrita.
+ Ti
0 a 0,10%
N solvel de 0,003%para 0,0009%, %Ti praticamente fica inalterado. %N insolvelforma compostos TiCN,
TiC. No caso%Mn pode formas TiS. Tiao desgaste de peas do sistemade
freio e LR. %TiLR com rapidez de 0,05 para
0,075%, alem disto sobe mais lentamente.Entretanto este efeito depende da %CE
Usinabilidade
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Usinabilidade
Compostos Ti3200HV ou mais,
dificulta a usinabilidade. Retifica rebolos de Al2O3/SiC:
%Ti de 0,65 para 0,87%Ti
o avano diminui pela metade. FeTi70% em panela pode criar incrustaes
na panela, solucionada com fluxo a base de
Ca e tambm evita a oxitao do Ti.
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