Estudo comparativo dos tratamentos térmicos e termoquímicos aplicados aos ferros fundidos cinzentos e nodulares São Paulo

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dc.contributor.advisorVatavuk, Jan
dc.contributor.authorVitor, Everaldo
dc.date.accessioned2022-02-05T16:47:44Z
dc.date.available2022-02-05T16:47:44Z
dc.date.issued2021-10-18
dc.description.abstractA correlação entre a microestrutura e propriedades mecânicas dos ferros fundidos cinzentos e nodulares é conhecimento bem estabelecido na indústria metalúrgica, porém existem aspectos, como diferenças em termos de valores de resistência obtidos através de ensaios de tração e flexão, que são pouco discutidos e por esta razão são abordados neste estudo. A questão dos tratamentos de superfície com foco na nitretação, aplicada de forma frequente para melhora das propriedades tribológicas dos ferros fundidos, é também uma área que permite contribuições no que se refere a propriedades mecânicas como, por exemplo, a resposta ao ensaio de impacto e resistência a flexão. Os principais resultados indicam uma maior resistência tanto no ferro fundido cinzento como no nodular, quando se realiza medidas de resistência através ensaios de flexão e se compara com os valores embutidos nas especificações para ensaio de tração. Atribui-se este comportamento a mudança no perfil de tensões durante a flexão em decorrência da deformação plástica no nodular, e a variação do “modulo de elasticidade” do cinzento considerando carregamento em tração e compressão. Nas comparações mais detalhadas dos efeitos dos tratamentos térmicos e termoquímicos optou-se pela resistência ao impacto face às diferenças mais perceptíveis neste ensaio, visto que os testes de flexão apresentaram uma variabilidade maior dificultando sua interpretação mais fina. Os resultados dos ensaios de impacto deste estudo indicaram de maneira clara o efeito da matriz ferrosa nas propriedades mecânicas de tenacidade tanto nos ferros fundidos nodulares quanto nos cinzentos. Tomando-se como base a estrutura bruta de fusão, no nodular a têmpera e revenido e principalmente a normalização reduziram a resistência ao impacto, porém a austêmpera produziu um aumento acentuado de energia absorvida, chegando próximo a 7x em relação às medidas do temperado e revenido. No cinzento a normalização e a têmpera e revenido aumentam a resistência ao impacto, já a nitretação (processo banho de sal e plasma) pouco influência e estrutura bruta de fusão, e indica leve redução de tenacidade partindo-se da condição de têmpera e revenido. Nos nodulares os processos de nitretação reduzem de maneira sistemática a tenacidade, independentemente se a estrutura original é bruta de fusão ou temperada e revenida.pt_BR
dc.description.sponsorshipIPM - Instituto Presbiteriano Mackenziept_BR
dc.identifier.urihttps://dspace.mackenzie.br/handle/10899/28796
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.language.isoenpt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectferro fundido cinzento e nodularpt_BR
dc.subjecttratamento térmico e termoquímicopt_BR
dc.subjectpropriedades mecânicaspt_BR
dc.titleEstudo comparativo dos tratamentos térmicos e termoquímicos aplicados aos ferros fundidos cinzentos e nodulares São Paulopt_BR
dc.typeTesept_BR
local.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2607688973456560pt_BR
local.contributor.advisorOrcidhttps://orcid.org/0000-0002-9603-3338pt_BR
local.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4086513032485212pt_BR
local.contributor.board1Santos, Givanildo Alves dos
local.contributor.board1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0046237693009702pt_BR
local.contributor.board1Orcidhttps://orcid.org/0000-0002-7064-3314pt_BR
local.contributor.board2Canale, Lauralice de Campos Franceschini
local.contributor.board2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8198392523716590pt_BR
local.contributor.board3Almeida, Gisele Fabiane Costa
local.contributor.board3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4501083548628976pt_BR
local.contributor.board3Orcidhttps://orcid.org/0000-0003-4158-2337pt_BR
local.contributor.coadvisorCouto, Antonio Augusto
local.contributor.coadvisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2893737202813850pt_BR
local.contributor.coadvisorOrcidhttps://orcid.org/0000-0003-1503-1582pt_BR
local.description.abstractenThe correlation between the microstructure and mechanical properties of gray and nodular cast irons is a well-established knowledge in the metallurgical industry, but there are aspects, such as differences in terms of strength values obtained through tensile and bending tests, which are little discussed and for this reason, are addressed in this study. The issue of surface treatments focusing on nitriding, frequently applied to improve the tribological properties of cast irons, is also an area that allows contributions regarding mechanical properties such as, for example, the response to the impact test and flexural strength. The main results indicate greater strength in both fluffy gray and nodular when measuring strength through bending tests and compared with the values embedded in the specifications for tensile testing. This behavior is attributed to the change in the stress profile during bending as a result of the plastic deformation in the nodular, and the variation in the “modulus of elasticity” of the gray considering loading in tension and compression. In more detailed comparisons of the effects of thermal and thermochemical treatments, the impact resistance was chosen, given the most noticeable differences in this test, since the bending tests showed greater variability, making it difficult to interpret them more accurately. The results of the impact tests in this study clearly indicated the effect of the ferrous matrix on the mechanical properties of toughness in both nodular and gray cast irons. Based on the as cast structure, in the nodular, tempering and tempering and mainly normalization reduced impact resistance, but austempering produced a marked increase in absorbed energy, reaching close to 7x the quenched and tempered microestructure. In the gray cast iron, normalization and quenching and tempering increase impact resistance, whereas nitriding (salt and plasma bath process) has little influence on the as cast structure, and a slight reduction in toughness starting from the quenched and tempered condition. In nodular cast iron, nitriding processes systematically reduce toughness, regardless the original structure, as cast, ore quenched and tempered.pt_BR
local.keywordsgray and nodular cast ironpt_BR
local.keywordsthermal and thermochemical treatmentpt_BR
local.keywordsmechanical properties.pt_BR
local.publisher.departmentCentro de Rádio Astronomia e Astrofísica Mackenzie (CRAAM)pt_BR
local.publisher.programEngenharia de Materiais e Nanotecnologiapt_BR
local.subject.cnpqÁrea de concentração ( Tabela CNPq)pt_BR
local.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApt_BR
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