Influência da composição química e do tratamento térmico de austêmpera na microestrutura e nas propriedades mecânicas do ferro fundido nodular
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2022
Autores IPEN
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CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24.
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Resumo
O ferro fundido nodular é amplamente utilizado devido ao seu custo relativamente baixo se
comparado aos aços fundidos com características semelhantes e por apresentar maior ductilidade
do que outros ferros fundidos. Este fator está associado à disposição e morfologia da grafita
dispersa na matriz metálica. O ferro fundido nodular adquire novas características quanto à sua
microestrutura e às propriedades mecânicas quando submetido ao tratamento térmico de
austêmpera, sendo a partir de então classificado como ferro fundido nodular austemperado
(Austempered Ductile Iron - ADI). O objetivo do trabalho foi analisar o comportamento mecânico
do ferro fundido nodular nas condições de processo estudadas e obter correlações entre a
microestrutura e as propriedades mecânicas. Para esse desenvolvimento foram realizadas três
corridas de ferro fundido nodular com variações de composição química, considerando como base
a Liga FE 70002. O teor de cromo no ferro fundido será mantido em 0,5% nas três composições e
variações de níquel de 0 % a 2,0 %. As temperaturas de tratamento térmico utilizadas foram 900 °C
para austenitização e 310 °C, 290 °C e 260°C para austêmpera, de acordo com os procedimentos
industriais aplicados na produção em larga escala. A análise das amostras obtidas nas três corridas
apresentou composição química compatível com a matriz metálica desejada, com microestrutura
composta basicamente por nódulos de grafita, perlita e carbonetos. As análises apontam um
aumento gradual significativo dos valores de dureza com o aumento do teor de níquel, associados
as variações de temperatura dos ciclos térmicos de austêmpera. Esse aumento gradual foi
decorrente da formação de carbonetos em áreas de segregação intercelular dispersos na matriz
metálica das amostras com 2% Ni antes e após a austêmpera, não apresentados nas amostras sem
níquel e com 1% Ni no estado bruto de fusão. Os valores correspondentes a tenacidade e a
resistência à tração permaneceram ligeiramente superiores nas amostras com 1% Ni se comparado
aos corpos de prova sem adição de níquel e com 2% Ni. Contudo, os corpos de prova com 2% Ni
apresentaram resistência mecânica ao impacto superior às demais quando analisadas
individualmente, em função dos ciclos térmicos aplicados. Outro aspecto relevante é a sanidade
dos nódulos de grafita quanto ao seu tamanho, formato e quantidade. O ferro fundido com 2% Ni
apresentou maior degeneração dos nódulos de grafita e menor nodularidade, desta maneira
contribuindo para perda de propriedades mecânicas.
Como referenciar
SILVA, M.L.; FERNANDES, R.d.; MAGALHAES, D.R.; GARCIA, R.H.; COUTO, A.A. Influência da composição química e do tratamento térmico de austêmpera na microestrutura e nas propriedades mecânicas do ferro fundido nodular. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33796. Acesso em: 30 Dec 2025.
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