Influência do nióbio e morfologia dos seus carbonetos nas propriedades dos ferros fundidos cinzentos utilizados em discos de freio
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Tipo
Tese
Data de publicação
2024-08-15
Periódico
Citações (Scopus)
Autores
Nocera, Eduardo
Orientador
Massi, Marcos
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Membros da banca
Couto, Antonio Augusto
Farah, Alessandro Fraga
Oliveira, Carlos Alberto Monesi de
Santos, Givanildo Alves dos
Farah, Alessandro Fraga
Oliveira, Carlos Alberto Monesi de
Santos, Givanildo Alves dos
Programa
Engenharia de Materiais e Nanotecnologia
Resumo
Foi estudado como controlar a morfologia dos carbonetos de nióbio com e sem
a adição de titânio em ferro fundido cinzento classe FC250. O controle da morfologia
dos carbonetos de nióbio através da adição de titânio pode ser uma ferramenta valiosa
no projeto de ligas avançadas com propriedades mecânicas superiores. A formação
de carbonetos tipo “escrita chinesa” pode fragilizar a matriz devido a complexa forma
geométrica e alta dureza situados em uma matriz metálica com dureza menor. O
presente trabalho visou estabelecer uma quebra de paradigma com relação a
limitação da porcentagem de nióbio e sua influência nas propriedades mecânicas,
uma vez que o mercado automotivo limita a adição em 0,2% para discos de freio
devido a uma influência no espaçamento interlamelar da perlita e o número de células
eutéticas, aumentando assim a resistência mecânica e causando dificuldades de
usinagem. Primeiramente foi vazado por fundição em areia 05 (cinco) ligas com teores
de nióbio que variam entre 0,00% e 0,681% com diferentes taxas de resfriamento. Um
segundo vazamento foi realizado com teores de nióbio de 0,9% onde uma liga possuía
0,122% de titânio e a outra sem a adição deste elemento. A evolução da
microestrutura para todas as condições de vazamento foi caracterizada por
microscopia óptica, por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por microscopia
digital (DSX). As ligas contendo 0,9% de nióbio, com e sem titânio, foram avaliadas
em teste de riscamento (Scrtach Test) para avaliação da fragilidade dos carbonetos e
correlação com resistência ao desgaste. Na sequência foi feito um teste de fadiga
térmica utilizando-se equipamento para ensaio de fadiga térmica. Os resultados
indicaram que o processo de fundição tem maior influência na distribuição e tamanho
das grafitas do que o efeito do nióbio como agente refinador. Além disso foi possível
observar que não houve influência do nióbio no espaçamento da perlita e que os
valores de dureza não se alteraram com a adição deste elemento. O ensaio de fadiga
térmica não detectou diferenças entre as amostras com 0,00% e 0,681% de nióbio
onde ambas trincaram após 200 ciclos. O titânio exerce uma forte influência no
controle da morfologia dos carbonetos de nióbio, transformando-o de uma estrutura
tipo “escrita chinesa” para poligonal. Foi possível observar também que os carbonetos
tipo “escrita chinesa” são mais frágeis e menos resistentes ao desgaste.
Descrição
Palavras-chave
ferro fundido com nióbio , morfologia carboneto de nióbio , desgaste , discos de freio