A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Ferro Fundido Branco e Maleável e Aço Carbono

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Ferro Fundido Branco e Maleável e Aço Carbono"— Transcrição da apresentação:

1 Ferro Fundido Branco e Maleável e Aço Carbono
Emanuelle Ferreira Thomazini Marina Alves Modolo Engenharia de Materiais - UTFPR

2 Sumário Introdução aos Ferros Fundidos Ferro Fundido Branco
Propriedades gerais Efeito do Si Classificações Efeito dos elementos Obtenção a partir do gusa Ferro Fundido Branco Microestrutura Fatores fundamentais para produção Propriedades FFAC Ferro Fundido Branco Níquel Cromo Aplicações Ferro Fundido Maleável Processo Americano Processo Europeu Ferro Fundido Maleável Perlítico Nomenclatura Aço Carbono

3 Introdução aos ferros fundidos
Classe de ligas ferrosas com teor de carbono acima de 2,11%. Liga ternária Fe-C-Si, com teor de silício de 1 a 3%

4 Propriedades Positivas Baixo ponto de fusão
Elevada dureza e resistência ao desgaste Razoável resistência à corrosão Versatilidade de propriedades e aplicações Negativas Grande fragilidade Deformação plástica impossível à temperatura ambiente Soldagem muito limitada

5 Efeito do Silício Reduz a composição do eutético e a solubilidade máxima do carbono na austenita Grafitizante Carbono Equivalente

6 Classificação

7 Efeito dos elementos Manganês – estabiliza cementita e dessulfurante Fósforo – estabiliza cementita e forma a steadita (Fe3P e Fe3C)

8 Obtenção a partir do gusa
Vídeo

9 Ferro Fundido Branco Apresenta o carbono quase inteiramente combinado na forma de Fe3C, mostra uma fratura branca Baixo teor de silício (< 1%)

10 Ferro Fundido Branco

11 Fatores Fundamentais para produção de FoFo Branco
Velocidade de Resfriamento É controlada pelo emprego do sistemas de coquilhamento em que os moldes são metálicos, chamados “coquilhas”. Fatores que afetam a profundidade de coquilhamento Silício Temperatura de vazamento Temperatura de “coquilha” Espessura da peça na secção coquilhada Espessura da coquilha

12 Fatores Fundamentais para produção de FoFo Branco
Relação entre o teor de silício e a profundidade de coquilhamento.

13 Fatores Fundamentais para produção de FoFo Branco
Composição Química Cromo Até 4% - Resistência ao desgaste Níquel Até 5% - Estrutura Martensítica Molibdênio Até 0,75% - Resistência ao lascamento e trincamento pelo calor e á corrosão Vanádio Até 0,5% - Estabiliza carboneto

14 Propriedades Elevada dureza Elevada resistência ao desgaste
Baixa usinabilidade Alta resistência a abrasão Baixa tenacidade Baixa resistência ao impacto Ferro Fundido Branco Comum - Matriz constituída de ledebutita

15 Ferro Fundido Branco De Alto Cromo (FFAC)
Matriz mais comum é martensítica Dureza elevada (1000 HV a 1800 HV) Maior resistência ao desgaste Mais tenaz Pode ser obtido em moldes de areia Matriz constituída de Austenita (austenita ou perlita ou martensita) + M7C3

16 Ferro Fundido Branco Níquel-Cromo
Ni e Cr aumentam a resistência mecânica, à oxidação e à corrosão Dosados para contrabalançar os efeitos 2%Ni + 1%Cr refina a perlita 3,25%Ni + 1,25%Cr produz matriz martensítica 4,2%Ni + 2%Cr produz matriz austenítica que se transforma em martensita em operação

17 Revestimento de moinhos
Aplicações Revestimento de moinhos Pá de escavadeiras

18 Ferro Fundido Maleável
Ferro Fundido Branco Tratamento térmico Ferro Fundido Maleável Composição adequada do branco Maleabilização Processo Americano Processo Europeu Maleável Perlítico

19 Ferro fundido maleável de núcleo preto
Processo Americano Ferro fundido maleável de núcleo preto Grafita em nódulos sobre matriz ferrítica ou perlítica Etapas Aquecimento ate 950 ºC em atmosfera neutra Resfriameto até 735 ºC Ferro fundido maleável de núcleo preto

20 Ciclo de Maleabilização
Processo Americano Composição Adequada Ciclo de Maleabilização Elemento Teor Carbono combinado 2,20 a 2,80% Silício 0,90 a 1,60% Manganês 0,50% Máx. Enxofre 0,10% Máx Fósforo 0,20% Máx. Resistência à tração: 35 – 40 Kgf/mm2 Alongamento – 12 a 20%

21 Processo Europeu Ferro fundido maleável de núcleo branco Etapas
Apenas ferrita até 5 mm Espessura maior que 5 mm apresenta nódulos de grafita sobre matriz ferrítica, podendo conter perlita Etapas Aquecimento entre 900 ºC e 1000 ºC em meio oxidante Resfriamento lento até 700 ºC Resfriamento lento com formação de perlita Ferro fundido maleabilizado de núcleo branco apresentando zona de transição entre a parte central e a região periférica. Observam-se perlita, grafita e inclusões sobre um fundo de ferrita. Ataque: picrico. 160 X.

22 Ciclo de Maleabilização
Processo Europeu Composição Adequada Ciclo de Maleabilização Elemento Composição Carbono combinado 3,0 a 3,50% Silício 0,45 a 0,75% Manganês 0,1 a 04% Enxofre 0,2 a 0,45% Fósforo 0,15% Máx. Resistência à tração: 40 – 50 Kgf/mm2 Alongamento – 15%

23 Maleável Perlítico Diversas estruturas Etapas
Aquecimento até 950 ºC em atmosfera neutra Resfriamento Revenimento

24 Maleável Perlítico Exemplo de propriedades obtidas

25 Propriedades dos maleáveis
Ductibilidade Resistencia à tração Resistência à fadiga Resistência ao desgaste Resistência à corrosão Boa usinabilidae

26 Nomenclatura ASTM A47 Classe com 5 dígitos
3 primeiros indicam limite de resistência à tração (ksi = 6,89 MPa) 2 últimos referem-se à extensão de ruptura (%) Exemplo: ASTM A47 Classe 32510 Ferro fundido maleável com LRT de 32,5 ksi e 10% de alongamento até ruptura Exemplo: ASTM A47 Classe 35018 Ferro fundido maleável com LRT de 35,0 ksi e 18% de alongamento até ruptura

27 Pedais de freio e embreagem
Aplicações Caixas de engrenagens Conexões hidráulicas Pedais de freio e embreagem

28 Aço Carbono Liga ferros que contém 0,008 a 2,1 % de carbono Composição química: Mn (0,3 a 0,6%) Si (0,1 a 0,3%) P (máximo de 0,04%) S (máximo de 0,05%) Fe (Balanço)

29 Efeito dos Elementos Silício:
Elemento essencialmente desoxidante, neutraliza a ação de CO e CO2; Através do Si desenvolveu-se ferrita, aumentando sua resistência e dureza sem afetar ductilidade. Manganês: Atua como desoxidante do mesmo modo que o silício e como dessulfurante; Forma sulfeto de manganês (elimina a fragilidade a quente devido a presença de FeS).

30 Efeito dos Elementos Fósforo :
Responsável pela fragilidade a frio ( dissolve perlita, endurecendo-a) Enxofre: Formador de FeS localizado nos contornos de grão Devido ao baixo ponto de fusão do FeS, há fragilização do aço.

31 Propriedades gerais dos aços carbonos
A resistência aumenta com o teor de carbono A ductilidade diminui com o teor de carbono São aço de relativa baixa dureza, quando comparados ao ligados Oxidam-se facilmente As propriedades são influenciados significativamente a baixas e altas temperaturas São mais usados e de mais baixo custo

32 Diagrama Fe-C

33 Diagrama Fe-C O Diagrama Ferro-Carbono (fases do diagrama) Austenita γ: solução sólida de carbono no ferro γ (solubilidade máxima 2,14% a 1147°C). O ferro γ é CFC.

34 Diagrama Fe-C O Diagrama Ferro-Carbono (fases do diagrama) Ferrita α: solução sólida de carbono no ferro α (solubilidade máxima 0,022 % a 727°C). O ferro α é CCC.

35 Diagrama Fe-C O Diagrama Ferro-Carbono (fases do diagrama) Cementita ou carbeto de ferro – Fe3C: a sua composição corresponde a um teor de 6,69% de carbono. Este carbeto possui elevada dureza e fragilidade.

36 Diagrama Fe-C Zonas importantes do Diagrama:
Austenítica: presença de Ferro CFC (γ) e Carbono diluído em até 2,14%. Críticas : Acm (indica a temperatura de transformação CFC → Fe3C). A1 (temperatura constante enquanto a transformação CFC + Fe3C → CCC + Fe3C não se completar). A3 (indica a temperatura de transformação CFC → CCC).

37 Diagrama Fe-C

38 Diagrama Fe-C Transformaçao na Região dos Aços

39 Transformação na Região dos Aços
Ligas Hipoeutetóides

40 Transformação na Região dos Aços
Ligas Hipereutetóides

41 Classificação Aço baixo carbono (0,05 a 0,3% de C) Aço de médio carbono (0,3 a 0,6% de C) Aço de alto carbono (0,6 a 1% de C)

42 Propriedades gerais dos aços de baixo teor de carbono
Estrutura usualmente ferrítica e perlítica; Fáceis de conformar e apresentam boa soldabilidade; Aços de baixa dureza e alta ductilidade. Aplicações: Chapas automobilística; Perfis estruturais e placas utilizadas na fabricação de tubos; Construção civil.

43 Proprieades gerais dos aços de médio teor de carbono
Boa temperabilidade em água; Melhor combinação de tenacidade, ductilidade, resistência mecânica e dureza. Aplicações: Rodas e equipamentos ferroviários; Engrenagens; Peça que necessitam de alta resistência mecânica.

44 Microestrutura Dos Aços Baixo Teor De Carbono
Ferrita Perlita

45 Microestrutura Dos Aços Médio Teor De Carbono Resfriados Lentamente
Ferrita Perlita

46 Microestrutura Dos Aços Alto Teor De Carbono Resfriados Lentamente
Somente Perlita

47 Produção do Aço Preparação da carga: O produto resultante é chamado de sínter e pelota. O carvão é processado na coqueria e transforma-se em coque.

48 Produção do Aço Redução:
Essas matérias-primas, agora preparadas, são carregadas no alto forno. Oxigênio aquecido a uma temperatura de 1000ºC é soprado pela parte de baixo do alto forno. O carvão, em contato com o oxigênio, produz calor que funde a carga metálica e dá início ao processo de redução do minério de ferro em um metal líquido: o ferro-gusa. O gusa é uma liga de ferro e carbono com um teor de carbono muito elevado.

49 Produção do Aço Refino:
Aciarias a oxigênio ou elétricas são utilizadas para transformar o gusa líquido ou sólido e a sucata de ferro e aço em aço líquido. Nessa etapa parte do carbono contido no gusa é removido juntamente com impurezas. A maior parte do aço líquido é solidificada em equipamentos de lingotamento contínuo para produzir semi-acabados, lingotes e blocos.

50 Produção do Aço Laminação :
Os semi-acabados, lingotes e blocos são processados por equipamentos e laminadores e transformados em uma grande variedade de produtos siderúrgicos, cuja nomenclatura depende de.

51 Tratamentos Térmicos Recozimento:
O recozimento consiste em aquecer a peça em um forno a uma temperatura acima do limite superior da zona crítica (A3), manter o tempo suficiente para que toda a estrutura transforme-se em austenita e resfriar lentamente.

52 Tratamentos Térmicos Normalização:
A normalização consiste em aquecer a peça em um forno a uma temperatura acima do limite superior da zona crítica (A3), manter o tempo suficiente para que toda a estrutura transforme-se em austenita e resfriar ao ar (mais rapidamente que no caso do recozimento).

53 Tratamentos Térmicos Tempera:
A têmpera consiste em aquecer a peça em um forno a uma temperatura acima do limite superior da zona crítica (A3), manter o tempo suficiente para que toda a estrutura transforme-se em austenita e resfriar muito rapidamente (em água ou óleo, por exemplo). Tratamentos Térmicos

54 Tratamentos Térmicos Revenimento
O revenido consiste em aquecer a peça temperada a uma temperatura abaixo do limite inferior da zona crítica (A1) e mantê-la por um certo tempo. Tratamentos Térmicos

55 OBRIGADA! ALGUMA DÚVIDA?


Carregar ppt "Ferro Fundido Branco e Maleável e Aço Carbono"

Apresentações semelhantes


Anúncios Google