Peças diversas de motores

Apresentação em tema: "Peças diversas de motores"— Transcrição da apresentação:

1 Peças diversas de motores
FERRO FUNDIDO Virabrequins Peças diversas de motores

2 Ferro Fundido É uma liga de Fe-C-Si
É considerada uma liga ternária devido a presença do Si Os teores de Si podem ser maiores que o do próprio C O Si influi muito nas propriedades dos fofos

3 1- composição típica dos fofos
Mn  <1% S  < 0,2% O teor de C (>2%) está acima do teor que pode ser retido em solução sólida na austenita.  Conseqüência O fofo tem Carbono parcialmente livre  Na forma de veios ou lamelas de Grafite

4 Efeitos do Silício Promove a formação de grafite em vez de cementita
Substitui parcialmente o carbono C equivalente =% C(em peso) +1/3 %[Si+P] (em peso) **Para se usar o diagrama Fe-Fe3C deve-se levar em conta também o teor de Si Promove a formação de grafite em vez de cementita

5 2- Propriedades dos fofos
Baixo custo Ponto de fusão mais baixo que Boa fluidez Versatilidade de propriedades e aplicações

6 3- classificação dos fofos
Os fofos são classificados segundo: Composição química Taxa de resfriamento Adição de inoculantes

7 4- Microestrutura dos fofos
A microestrutura dos fofos é controlada: Pela composição química Pelo processo de fabricação

8 4- Microestrutura dos fofos

9 Fatores que favorecem a formação do grafite
Alto teor de C Alto teor de Si Resfriamento lento Seções espessas Presença de : S, P, Al, Mg, Sb, Sn, Cu, Ni, Co Adição de Inoculante

10 Fatores que favorecem a formação da cementita
Baixo teor de C Baixo teor de Si Resfriamento rápido Seções finas Adição de : Ti, V, Zr, Cr, Mn, Mo

11 5- Classificação dos fofos quanto ao tipo de liga
Fofo Cinzento Fofo branco Fofo mesclado Fofo maleável Fofo dúctil ou nodular

12 Composição Química dos ferros fundidos
Mn S P Cinzento 2,5-4,0 1,0-3,0 0,25-1,0 0,02-0,25 0,05-1,0 Branco 1,8-3,6 0,5-1,9 0,25-0,80 0,06-0,20 0,06-0,18 Maleável 2,0-2,6 1,1-1,6 0,20-1,0 0,04-0,18 0,18 mãx. Dúctil 3,0-4,0 1,8-2,8 0,10-1,0 0,03 máx. 0,10 máx.

13 FERROS FUNDIDOS – TIPOS BÁSICOS
FF CINZENTO (Gray iron) FF DÚCTIL OU NODULAR (Spheroidal iron) FF BRANCO (White iron) FF MALEÁVEL (Malleable iron) Existe sobreposição de composição química, sendo que só se distinguem através do processamento!

14 A – Ferrite P – Perlite Gf – Grafite em flocos Gn – Grafite nodular Gr – Grafite em rosetas Tipos básicos de ferros fundidos, em relação à sua composição, microestrutura e processamento

15 5.1- Fofo cinzento É caracterizado pelos fatores que favorecem a formação do grafite A fratura é de cor cinzenta É barato É o mais usado É de boa resistência Mecânica (até 40 Kgf/mm2) e ao desgaste É de fácil usinagem e difícil soldagem É obtido pelo resfriamento lento É de fácil fusão Elevado coeficiente de amortecimento (os veios de grafita absorvem o impacto e o som) DUREZA BRINELL: 150 HRB: 87

16 Aplicações Fofo cinzento
Ferro fundido mais usado (75%) Fundição de componentes mecânicos em geral Blocos de motores Engrenagens de grandes dimensões Máquinas agrícolas Carcaças e suportes de máquinas

17 APLICAÇÕES

18 Composição típica dos fofos cinzentos
Mn  ,4 -1% Alto teor de Si melhora · Resistência à corrosão · Fluidez

19 Estrutura típica dos fofos cinzentos
Grafita lamelar devido ao C livre na matriz de ferrita, perlita ou outra estrutura proveniente da austenita.

20 Estrutura de Ferro Fundido Cinzento

21 Classificação dos fofos cinzentos segundo ABNT
NOMENCLATURA Não se faz pela composição química, mas sim pela resistência ASTM A48 Classe 20, 30, ... A Classe determina a resistência à tração mínima, em 1000 psi FCXX XX= Limite máximo de resistência à tração

22 FERRO FUNDIDO CINZENTO Resist. mínima tracção (psi)
Classe Resist. mínima tracção (psi) (MPa) 20 20 000 138 25 25 000 172 30 30 000 207 35 35 000 241 40 40 000 276 45 45 000 310 50 50 000 344 55 55 000 380 60 60 000 414

23 Tratamentos térmicos dos fofos cinzentos
Recozimento para alívio de tensões ou para facilitar a usinagem (obtendo matriz ferrítica) Têmpera e revenido, ou austêmpera, para obtenção de martensita (maior dureza) Tratamentos térmicos atuam apenas na matriz=>obtenção de grafite em veios é irreversível

24 Alívio de tensões

25 MICROESTRUTURA 2,0%C3,5 ; 0,5%Si2,0 ; 0,5%Mn (anti-grafitizante)
FERRO FUNDIDO BRANCO MICROESTRUTURA 2,0%C3,5 ; 0,5%Si2,0 ; 0,5%Mn (anti-grafitizante) Alta veloc. resfriamento => Carb. solidifica sob a forma de cementita A extrema dureza e fragilidade da cementita caracterizam este ff Em peças de maior tamanho pode obter-se ff branco à superfície e ff cinzento no núcleo

26 Diagrama de Equilíbrio

27 FERRO FUNDIDO BRANCO

28 Microestrutura de f.f. branco hipoeutético
– Ferro fundido branco Hipoeutético. Dendritas de Perlita, áreas pontilhadas de Ledeburita, áreas brancas de Cementita.

29 Ferro Fundido Branco Hipoeutético

30 Ferro Fundido branco hipereutetico
FoFo branco hipereutético.

31 PROPRIEDADES APLICAÇÕES
FERRO FUNDIDO BRANCO APLICAÇÕES Principal aplicação é a produção de ferro fundido maleável Peças sujeitas a elevada compressão e atrito Esferas de moinhos e rolos de laminadores Elevada taxa de resfriamento necessária limita o tamanho das peças PROPRIEDADES Grande resist. à compressão e ao desgaste (cementita) Extremamente frágil Não pode ser usinado Soldagem impossível Baixo custo

32 FERRO FUNDIDO BRANCO TRATAMENTOS TÉRMICOS OBJETIVOS - Reduzir tensões devido ao coquilhamento (periferia da peça é constituída de fofo branco devido a alta taxa de resfriamento e núcleo de fofo cinzento devido a taxa de resfriamento ser menor. Ex. prático: cilindros laminadores) - Melhorar as propriedades (a estrutura bruta de fusão é dendrítica de característica frágil) - Tratamento térmico que pode ser feito é o tratamento para obtenção do ferro fundido maleável

33 MICROESTRUTURA 3,5%C4,0 ; 1,8%Si3,0
FERRO FUNDIDO DUCTIL (ou nodular, ou esferoidal) MICROESTRUTURA 3,5%C4,0 ; 1,8%Si3,0 Carbono livre na forma esferoidal  Devido Ao tratamento feito no estado líquido  Inoculação com briquetes da liga Fe-Mg-Si (+ comum) Em vez de flocos de C formam-se nódulos A matriz é ferrítica (veloc. baixa) ou perlítica (veloc. moderada) Grafite em nódulos proporciona maior resistência, ductilidade e tenacidade

34 Microestrutura de f.f. nodular

35 FERRO FUNDIDO DUCTIL (ou nodular, ou esferoidal)
PROPRIEDADES Alta resistência, tenacidade e ductilidade Excelente usinabilidade Possibilidade de deformação a quente Grande resistência ao desgaste Fluidez boa Soldabilidade melhorada Baixo custo (superior ao ff cinzento)

36 FERRO FUNDIDO DUCTIL (ou nodular, ou esferoidal)
APLICAÇÕES Válvulas, carcaça de bombas, virabrequins, engrenagens, pinhões, cilindros e outros componentes de máquinas e automóveis.

37 FERRO FUNDIDO DUCTIL (ou nodular, ou esferoidal)
TRATAMENTOS TÉRMICOS Recozimento para alívio de tensões ou para melhorar a ductilidade Têmpera e revenido Tratamentos térmicos atuam apenas na matriz=>obtenção de grafite em nódulos é irreversível

38 Tratamentos Isotérmicos

39 Curva TTT de F.F. Nodular

40 FERRO FUNDIDO DUCTIL OU NODULAR
NOMENCLATURA Faz-se pela ASTM A536, em 5 classes: Classe 5 ( ) Classe 4 ( ) Classe 3 ( ) Classe 2 ( ) Classe 1 ( ) Os números entre parentesis significam: 1º - resistência mínima à tracção, em 1000psi 2º - tensão de cedência mínima à tracção, 1000psi 3º - extensão de rotura em tracção

41 FERRO FUNDIDO MALEÁVEL
MICROESTRUTURA % elementos constituintes idênticas ao ferro fundido branco Obtido do ff branco por tratamento térmico de maleabilização A microestrutura obtida resulta da decomposição da cementita em rosetas de grafite, numa matriz de ferrita, perlita ou martensita

42 FERRO FUNDIDO MALEÁVEL

43 FERRO FUNDIDO MALEÁVEL
PROPRIEDADES Variando a taxa de resfriamento, pode obter-se um largo espectro de propriedades Grande resistência à corrosão Boa usinabilidade e fluidez Propriedades similares ao ff dúctil Alta resistência, tenacidade e ductilidade Temperatura Tempo Temperatura crítica de transformação       cementite grafite Martensite Perlite Ferrite

44 FERRO FUNDIDO MALEÁVEL
APLICAÇÕES Aplicação similares ao ff dúctil Peças sujeitas a alta temperatura Elementos de ligação Juntas universais Pequenas ferramentas

45 FERRO FUNDIDO MALEÁVEL
NOMENCLATURA Faz-se pela ASTM A47, com 5 dígitos, correspondentes à tensão de cedência e extensão de ruptura em tração Exemplo: ASTM A47 Classe 32510 (ferro fundido maleável com tensão de cedência mínima em tração de 32,5ksi e extensão de ruptura de 10%) Exemplo: ASTM A47 Classe 35018 (idem de 35,0ksi e extensão de ruptura de 18%)

46 FERRO FUNDIDO MALEÁVEL

47 FERROS FUNDIDOS