1
Fundição
IFSUL
2
Fundição
FAE
1
Fundição
UTFPR
202
Fundição
UFTM
8
Fundição
UTFPR
10
Fundição
UNICESUMAR
1
Fundição
UNIEVANGÉLICA
7
Fundição
PUC
1
Fundição
UNIEVANGÉLICA
9
Fundição
UAM
Texto de pré-visualização
Workers melting and casting metal in a foundry METALURGIA FÍSICA Superresfriamento NUCLEAÇÃO CRESCIMENTO METALURGIA FÍSICA O que é um Diagrama de Equilíbrio METALURGIA FÍSICA CARBONO GRAFITA FE3C Cementita Sistema Estável Sistema Metaestável 100 Carbono 667 de carbono Os ferros fundidos são classificados de acordo com a forma em que o carbono se apresenta na microestrutura Estável Metaestável METALURGIA FÍSICA AÇO Liga FeC que contém teor de carbono ATÉ aproximadamente 211p e NÃO APRESENTA reação eutética FERRO FUNDIDO Liga FeC que contém teor de carbono ACIMA aproximadamente 211p e APRESENTA reação eutética e eutetóide METALURGIA FÍSICA Linha Liquidus Linha Solidus ou eutética Linha eutetoide Aço Ferro Fundido Reação eutetoide Reação eutética e transformação eutetoide Sistema Metaestável Fe3C Sistema Estável Grafita LEGENDA L Liquido γ Austenita A Ferrita G Grafita Fe3C Cementita METALURGIA FÍSICA Reação eutética L γ G Célula eutética L γ Fe3C Ledeburita Reação eutetoide γ α G γ α Fe3C Perlita Sistema Metaestável Fe3C Sistema Estável Grafita METALURGIA FÍSICA DIAGRAMA METAESTÁVEL X DIAGRAMA ESTÁVEL METALURGIA FÍSICA ESTÁVEL X METAESTÁVEL METALURGIA FÍSICA ESTÁVEL GRAFITA METAESTÁVEL Fe3C Fe3C Cementita ESTÁVEL X METAESTÁVEL ESTÁVEL GRAFITA METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA METAESTÁVEL FE3C METALURGIA FÍSICA Metaestável Estável METALURGIA FÍSICA REAÇÕES Reação peritética δ L ɣ Reação eutética L ɣ G L ɣ Fe3C Reação eutetóide ɣ α G ɣ α Fe3C METALURGIA FÍSICA CARBONO EQUIVALENTE Ceq C Si3 P3 Ceq 43 EUTÉTICO Ceq 43 HIPOEUTÉTICO Ceq 43 HIPEREUTÉTICO METALURGIA FÍSICA EXERCÍCIO 2 Calcule o Carbono Equivalente e classifique os materiais a Carbono 32 Silício 18 Manganês 055 Fósforo 001 Enxofre 005 b Carbono 42 Silício 23 Manganês 075 Fósforo 001 Enxofre 007 c Carbono 37 Silício 175 Manganês 085 Fósforo 001 Enxofre 007 METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA PONTO A PONTO B Antes da temperatura eutética Depois da temperatura eutetóide de CEMENTITA PRIMÁRIA Apenas pela regra da alavanca considerando a de Fe3C antes da transformação eutética ou seja ponto A de CEMENTITA EUTÉTICA Fe3C EUTÉTICA de Fe3C logo após a transformação eutética Regra da alavanca o resultado obtido no ponto A Fe3C primária de CEMENTITA SECUNDÁRIA Fe3C SECUNDÁRIA de Fe3C antes da transformação eutetóide Regra da alavanca os resultados obtidos nos ponto A Fe3C primária e B Fe3C eutética LEMBRESE O pai do agregado eutético ledeburita é o LÍQUIDO antes da transformação eutética O pai do agregado eutetóide Perlita é a austenita antes da transformação eutetóide Pelo análise do diagrama FeC não é possível determinar a quantidade de cementita primária em uma liga hipoeutética A de carbono da cementita é 667 PONTO C PONTO D METALURGIA FÍSICA PONTO A PONTO B Antes da temperatura eutética Depois da temperatura eutetóide de GRAFITA PRIMÁRIA Apenas pela regra da alavanca considerando a de GRAFITA antes da transformação eutética ou seja ponto A de CEMENTITA EUTÉTICA GRAFITA EUTÉTICA de GRAFITA logo após a transformação eutética Regra da alavanca o resultado obtido no ponto A GRAFITA primária de GRAFITA SECUNDÁRIA GRAFITA SECUNDÁRIA de GRAFITA antes da transformação eutetóide Regra da alavanca os resultados obtidos nos ponto A GRAFITA primária e B GRAFITA eutética LEMBRESE O pai do agregado eutético célula eutética é o LÍQUIDO antes da transformação eutética O pai do agregado eutetóide ferrita grafita é a austenita antes da transformação eutetóide Pelo análise do diagrama FeC não é possível determinar a quantidade de GRAFITA primária em uma liga hipoeutética A de carbono da GRAFITA é 100 PONTO C PONTO D METALURGIA FÍSICA O pai da célula eutética é o líquido que se transforma na reação eutética Reação eutética estável METALURGIA FÍSICA O pai da célula eutética é o líquido que se transforma na reação eutética Reação eutética metaestável METALURGIA FÍSICA SISTEMA ESTÁVEL X SISTEMA METAESTÁVEL METALURGIA FÍSICA SISTEMA ESTÁVEL X SISTEMA METAESTÁVEL Superresfriamento METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA Potencial grafitizante de diversos elementos em ferro fundido Temperatura do eutético estável Temperatura do eutético metaestável METALURGIA FÍSICA Tempo Temperatura TEE TEM Grau de Nucleação METALURGIA FÍSICA Diagrama de equilíbrio Ferro Carbono Silício Silício não é nucleante METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA SOLIDIFICAÇÃO ESTÁVEL FERRO FUNDIDO HIPOEUTÉTICO METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA Ferro Fundido Hipoeutético Formação das dendritas de austenita Superresfriamento Formação de grafita CRESCIMENTO COOPERATIVO OU DIVORCIADO SOLIDIFICAÇÃO ESTÁVEL FERRO FUNDIDO HIPOEUTÉTICO METALURGIA FÍSICA Ferro Fundido Hipoeutético SOLIDIFICAÇÃO ESTÁVEL FERRO FUNDIDO HIPOEUTÉTICO METALURGIA FÍSICA Ferro Fundido Eutético Superresfriamento Formação de grafita na reação eutética CRESCIMENTO COOPERATIVO OU DIVORCIADO SOLIDIFICAÇÃO ESTÁVEL FERRO FUNDIDO EUTÉTICO METALURGIA FÍSICA GRAFITAS EUTÉTICAS DO FERRO FUNDIDO METALURGIA FÍSICA Ferro Fundido Hipereutético Formação de grafita primária Formação de grafita na reação eutética CRESCIMENTO COOPERATIVO OU DIVORCIADO SOLIDIFICAÇÃO ESTÁVEL FERRO FUNDIDO HIPEREUTÉTICO METALURGIA FÍSICA GRAFITAS PRIMÁRIAS DO FERRO FUNDIDO HIPEREUTÉTICO METALURGIA FÍSICA Variação do limite de resistência à tração com o carbono equivalente em ferros fundidos cinzentos METALURGIA FÍSICA Por que o ferro fundido nodular tem a tendência de formar carbonetos METALURGIA FÍSICA CARBONO EQUIVALENTE Ferro Fundido Nodular 43 a 47 e10 mm Ceq 44 a 47 A definição dos teores de carbono silício e carbono equivalente a serem utilizadas em uma determinada peça estão ainda condicionadas à classe do ferro fundido nodular e espessura Fonte Efeitos da Composição Química na Produção de Ferro Fundido Nodulares Adalberto Bierrenbach de Souza Santos 2000 SOLIDIFICAÇÃO ESTÁVEL METALURGIA FÍSICA Fonte KÖNIG M Literature review of microstructure formation in compacted graphite Iron International Journal of Cast Metals Research v 23 n 3 p 185192 2010 Modelos de transformação eutetóide I nucleação da perlita na interface αɣ II nucleação da perlita em ɣɣ e Grɣ METALURGIA FÍSICA Diminuição da solubilidade da austenita METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA ZONA ACOPLADA Faixas de temperaturas abaixo da eutética e de composição onde a fases eutéticas podem crescer a partir do banho em velocidades iguais Em eutéticos do gênero facetado não facetado como é o caso dos ferros fundidos cinzentos Simétrica Grafita Facetada ponto de fusão Austenita Não facetada e baixo ponto de fusão Crescimento cooperativo Assimétrica Zona Acoplada Assimétrica METALURGIA FÍSICA Zona Acoplada Assimétrica 1 Região fora da zona de crescimento cooperativo Dendritas primárias baixo teor de C 2 Crescimento cooperativo juntos e com velocidades similares dentro da zona acoplada a partir da interface sólidoliquido formando o eutético Crescimento cooperativo é governado pelo transporte de massa isto é pelas características de difusão dos elementos presentes no líquido posicionados na frente da interface de solidificação e pela capacidade de transferências do calor liberado durante a solidificação A solidificação de uma liga de composição eutética dentro da zona acoplada ocorre da seguinte maneira FORMA HIPOTÉTICA DE DESCREVER A SOLIDIFICAÇÃO POIS A LOCALIZAÇÃO É FORTEMENTE DEPENDENTE DA CQ TAXA DE RESFRIAMENTO E GRAU DE NUCLEAÇÃO METALURGIA FÍSICA Zona Acoplada Assimétrica 1 Nucleação das dendritas de austenita primárias acima da T eutética baixo teor de C L acréscimo de carbono 2 Crescimento cooperativo juntos e com velocidades similares dentro da zona acoplada a partir da interface sólidoliquido formando o eutético 3 Durante o crescimento da grafita ocorre o empobrecimento de carbono no líquido levando a composição para dentro da zona acoplada Crescimento cooperativo A solidificação de uma liga de composição hipoeutética dentro da zona acoplada ocorre da seguinte maneira METALURGIA FÍSICA Zona Acoplada Assimétrica 1 Nucleação das grafitas primárias acima da T eutética L empobrecimento de carbono 2 Nucleação da austenita fora da zona acoplada Crescimento ɣ Líquido seja enriquecido de carbono 2 Crescimento cooperativo G ɣ A solidificação de uma liga de composição hipereutética dentro da zona acoplada ocorre da seguinte maneira ZCA Torna possível a formação de diferentes estruturas em condições adversas Características de nucleação de cada fase Condições de superesfriamento Composição química Condições térmicas Velocidade de crescimento gradiente térmico METALURGIA FÍSICA Zona Acoplada Assimétrica Fonte Profª Rosineide Junkes Lussoli PósGraduação em Engenharia de Fundição UNISOCIESC Liga hipereutética Liga hipoeutética METALURGIA FÍSICA Carbono equivalente liquidus ativo CELA Fonte Artigo traduzido pelo Wilson Luiz Guesser Ano não informado TLATL Temperatura liquidus TES Temperatura solidus metaestável METALURGIA FÍSICA Fonte Artigo traduzido pelo Wilson Luiz Guesser Ano não informado Carbono equivalente liquidus ativo CELA METALURGIA FÍSICA TL Temperatura liquidus TSE influenciado pela CQ Tx de nucleação e velocidade de resfriamento Fonte Artigo traduzido pelo Wilson Luiz Guesser Ano não informado Carbono equivalente liquidus ativo CELA METALURGIA FÍSICA Fonte Artigo traduzido pelo Wilson Luiz Guesser Ano não informado Carbono equivalente liquidus ativo CELA METALURGIA FÍSICA Determinar o Carbono equivalente pela temperatura liquidus é mais preciso e real do que estimar a partir da CQ CELA Carbono equivalente liquidus ativo PEV Ponto eutético verdadeiro TSE TL Liga com comportamento eutética Valor dinâmico Depende da CQ Tx de nucleação e velocidade de resfriamento Carbono equivalente liquidus ativo CELA METALURGIA FÍSICA TSE TL Liga com comportamento eutética TL usada para estimar a CELA 1445 00089TL Carbono equivalente liquidus ativo CELA CELA 438 Diagrama FeCSi com 2 de Silício Temperatura ºC 0 10 20 30 40 50 C δL δ δ γL L LG γ γG αγG αγ αG BREVE APRESENTAÇÃO PROFISSONAL Quais as expectativas do curso DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FERRO CARBONO VISÃO 2D E 3D NO DIAGRAMA DE FASES LÍQUIDO Liquidus LÍQUIDO SÓLIDO Sólidus SÓLIDO Temperatura Percentagem em peso de Ni Cu Co Ni Tempo DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FERRO CARBONO DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FERRO CARBONO Fonte Adriano Rosário Mestrado 2012 Disponível httpstede2uepgbrjspuihandleprefix1448 DIAGRAMA FC X CURVA DE AT Temperatura C L L G γ L L Fe3C γ G γ Fe3C α G α Fe3C Temperatura do eutético ΔT Nucleação da austenita Crescimento da austenita Nucleação do eutético Nucleação e crescimento do eutético Crescimento sem limitação Crescimento limitado por outras células Final da solidificação Tempo DISCUSSÃO TÉCNICA INICIAL T C Líquido L γ γ γ grafito γ Fe3C α grafito α Fe3C C 100 µm DISCUSSÃO TÉCNICA INICIAL A B Situação hipotético TETRAEDRO DE ENGENHARIA DOS MATERIAIS Processamento Composição química Microestrutura Propriedade mecânica DESEMPENHO DO MATERIAL FABRICANTE CLIENTE TETRAEDRO DE ENGENHARIA DOS MATERIAIS Processamento Composição química Microestrutura Propriedade mecânica DESEMPENHO DO MATERIAL METALURGIA FÍSICA Processamento Composição química Microestrutura Propriedade mecânica DESEMPENHO DO MATERIAL DESEMPENHO DO MATERIAL Especificações técnicas Fadiga Térmica Resistência mecânica e resistência à fadiga Capacidade de amortecimento e ruídos Rugosidade superficial Resistência ao desgaste METALURGIA FÍSICA Processamento Composição química Microestrutura Propriedade mecânica DESEMPENHO DO MATERIAL ETAPAS DO PROCESSAMENTO Controles básicos GRAU DE NUCLEAÇÃO Seleção da carga metálica Sobreaquecimento Composição química Tratamentos metalúrgicos METALURGIA FÍSICA Processamento Composição química Microestrutura Propriedade mecânica DESEMPENHO DO MATERIAL REAÇÃO EUTÉTICA Diagrama de Equilíbrio FeC METALURGIA FÍSICA Processamento Composição química Microestrutura Propriedade mecânica DESEMPENHO DO MATERIAL REAÇÃO EUTÉTICA Diagrama de Equilíbrio FeC Parcialmente METALURGIA FÍSICA Processamento Composição química Microestrutura Propriedade mecânica DESEMPENHO DO MATERIAL Curvas de análise térmica 1 2 3 METALURGIA FÍSICA Processamento Composição química Microestrutura Propriedade mecânica DESEMPENHO DO MATERIAL GN GN GN Grau de nucleação O potencial de nucleação do metal base pode ser medido na AT como TSE TEM METALURGIA FÍSICA Características da grafita sob a óptica da metalurgia mecânica e física Descontinuidade na matriz metálica Efeito Entalhe Baixas propriedades mecânicas Grafita lamelar Amortecimento de vibração Condutividade térmica Fadiga térmica Grafita lamelar e vermicular Lubrificante Usinabilidade Alimentação interna Expansão grafítica Grafita lamelar Em suma sobre a determinação das propriedades mecânicas a Cinzento 70 contra 30 da matriz b Nodular 30 contra 70 da matriz METALURGIA FÍSICA Características da grafita sob a óptica da metalurgia mecânica e física Descontinuidade na matriz metálica Efeito Entalhe Baixas propriedades mecânicas Grafita lamelar Amortecimento de vibração Condutividade térmica Fadiga térmica Grafita lamelar e vermicular Lubrificante Usinabilidade Alimentação interna Expansão grafítica Grafita lamelar Em suma sobre a determinação das propriedades mecânicas a Cinzento 70 contra 30 da matriz b Nodular 30 contra 70 da matriz METALURGIA FÍSICA FIGURA 21 A presença da grafita traduzse em efeito de concentração de tensões na matriz próxima à grafita A intensidade da concentração de tensões depende da forma da grafita Ferro fundido nodular a 400 X e ferro fundido cinzento b 200 X Sem ataque METALURGIA FÍSICA FIGURA 424 Propagação de trinca em contorno de célula de ferro fundido cinzento perlítico 850 x Voigt 1990 a 220 SU b 230 SU ver resultados em SU na Tabela 41 FIGURA 429 Seção transversal de amostra fraturada por fadiga Regiões logo abaixo da superficie de fratura Ferro fundido cinzento classe FC 250 100x METALURGIA FÍSICA GRAFITAS PRIMÁRIAS FERRO FUNDIDO HIPEREUTÉTICO Propagam o maior efeito entalhe diminuindo a resistência mecânica METALURGIA FÍSICA GRAFITAS PRIMÁRIAS FERRO FUNDIDO HIPEREUTÉTICO METALURGIA FÍSICA GRAFITAS PRIMÁRIAS FERRO FUNDIDO HIPEREUTÉTICO METALURGIA FÍSICA GRAFITAS PRIMÁRIAS FERRO FUNDIDO HIPEREUTÉTICO METALURGIA FÍSICA 01 ALIMENTAÇÃO INTERNA Expansão Grafítica Célula eutética de forma tridimensional METALURGIA FÍSICA 02 CONDUTIVIDADE TÉRMICA Fadiga Térmica Adaptado Kempers 1966 METALURGIA FÍSICA 03 DESCONTINUIDADE NA MATRIZ Efeito entalhe Grafita eutética Grafita primária CARACTERÍSTICAS DAS GRAFITAS E DEFEITOS MICROESTRUTURAIS SINOPSE ANÁLISE TÉRMICA DE SOLIDIFICAÇÃO Vantagens competitivas Estabilidade do processo Melhora das propriedades mecânicas Minimização de refugos Carbonetos e rechupes Controle do processo Diminuição do custo de produção Eliminação de porosidades de contração Microrrechupes e rechupes Eliminação de carbonetos na microestrutura Aumento do número de células eutéticas e nódulos por mm² Distribuição e tamanhos homogêneos de grafitas ATUAR NA INFLUÊNCIA FÍSICA DO METAL INDEPEDENTEMENTE DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA E TEMPERATURA SINOPSE ANÁLISE TÉRMICA DE SOLIDIFICAÇÃO Controle de processo em ferros fundidos 1 MICROESTRUTURA Distribuição da grafita lamelar Determinação do número de células eutéticas por cm² Número de nódulos por mm² 2 PROPRIEDADES MECÂNICAS 3 VARIAÇÕES DIMENSIONAIS DURANTE A SOLIDIFICAÇÃO Em virtude Modo de solidificação I Taxa de resfriamento I Grau de Nucleação ATUAR NA INFLUÊNCIA FÍSICA DO METAL INDEPEDENTEMENTE DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA E TEMPERATURA SINOPSE ANÁLISE TÉRMICA DE SOLIDIFICAÇÃO Fonte HERAEUS ELECTRO NITE Disponível em httpswwwheraeuscommediamediahenmediahenproductshenironthermalanalysisofcastironpdf METALURGIA FÍSICA Fonte Autor desconhecido SINOPSE ANÁLISE TÉRMICA DE SOLIDIFICAÇÃO 1 ESTUDO DE CASO AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE NUCLEAÇÃO DE UM FERRO FUNDIDO CINZENTO OBTIDO EM FORNO CUBILÔ E COM BAIXA RELAÇÃO ESTEQUIOMÉTRICA PARA NEUTRALIZAÇÃO DO ENXOFRE COM MANGANÊS Estudo desenvolvido na oficina de fundição SENAI Itaúna CETEF 2020 METALURGIA FÍSICA Ferro Fundido Cinzento Ferro Fundido Nodular METALURGIA FÍSICA A solidificação é um campo complexo que envolve vários aspectos como da termodinâmica e da cristalografia NUCLEAÇÃO CRESCIMENTO Variações de energia que ocorrem durante a solidificação METALURGIA FÍSICA Energia Livre de Gibbs ELG NUCLEAÇÃO CRESCIMENTO Ocorre quando a energia livre de vários átomos de metal líquido atinge um valor abaixo o suficiente para que ocupem suas posições no reticulado cristalino Os núcleos se formam preferencialmente nas interfaces sobre superfícies préexistentes Fonte Nucleação e crescimento da grafita em ferros fundidos cinzento e nodular Março 2016 Elkem Tratamento de Metais A fase estável Menor ELG Representação esquemática das curvas de energia livre do sólio e do líquido puros em função da temperatura METALURGIA FÍSICA Energia Livre de Gibbs ELG NUCLEAÇÃO CRESCIMENTO A fase estável Menor ELG Representação esquemática das curvas de energia livre do sólio e do líquido puros em função da temperatura A espontaneidade de uma reação pode ser medida por meio da equação Entalpia H é o conteúdo de energia de uma substância A entropia S é a grandeza termodinâmica que mede o grau de desordem de um sistema Energia útil do sistema que é usada para realizar trabalho METALURGIA FÍSICA Energia Livre de Gibbs ELG NUCLEAÇÃO CRESCIMENTO A fase estável Menor ELG Representação esquemática das curvas de energia livre do sólio e do líquido puros em função da temperatura Segundo Gibbs um processo é considerado espontâneo se realizar trabalho ou seja se G diminuir Nesse caso o estado final da transformação será mais estável que o inicial quando G 0 METALURGIA FÍSICA Energia Livre de Gibbs ELG NUCLEAÇÃO CRESCIMENTO A fase estável Menor ELG Representação esquemática das curvas de energia livre do sólio e do líquido puros em função da temperatura Superresfriamento METALURGIA FÍSICA Superresfriamento NUCLEAÇÃO CRESCIMENTO Fonte Garcia 2007 Na solidificação do eutético austenitagrafita admitese geralmente que a fase difícil de nuclear é a grafita METALURGIA FÍSICA Superresfriamento NUCLEAÇÃO CRESCIMENTO METALURGIA FÍSICA Célula eutética Nódulos por mm2 METALURGIA FÍSICA O processo de nucleação dos ferros fundidos envolve Ponto de fusão Calor sensível Calor latente Superresfriamento Sobreaquecimento METALURGIA FÍSICA NUCLEAÇÃO HOMOGÊNEA sem interferência ou contribuição energética de elementos ou agentes estranhos ao sistema metal líquido metal sólido NUCLEAÇÃO HETEROGÊNEA contando com a contribuição energética de agentes estranhos ao sistema Depende do tamanho crítico e das condições térmicas existentes na fase líquida METALURGIA FÍSICA NUCLEAÇÃO HETEROGÊNEA EXÓGENA Nódulo de grafita da corrida 3 inoculada com FeSiMg revelando um núcleo rico em Si Ca O e S recoberto por uma camada externa de grafita Estudo sobre a nucleação e crescimento de nódulos de grafita em ferros fundidos nodulares httpswwwresearchgatenetpublication335701121ESTUDOSOBREANUCLEACAOECRESCIMENTODENODULOSDEGRAFITAEMFERROSFUNDIDOSNODUL ARES METALURGIA FÍSICA NUCLEAÇÃO HETEROGÊNEA EXÓGENA Nódulo de grafita da corrida 3 inoculada com FeSiMg revelando um núcleo rico em Si Ca O e S recoberto por uma camada externa de grafita Estudo sobre a nucleação e crescimento de nódulos de grafita em ferros fundidos nodulares httpswwwresearchgatenetpublication335701121ESTUDOSOBREANUCLEACAOECRESCIMENTODENODULOSDEGRAFITAEMFERROSFUNDIDOSNODUL ARES METALURGIA FÍSICA Nucleação das grafitas a partir de sulfetos de manganês Fonte adaptado de PIWOWARSKY 1942 apud Rosário 2012 Metal base nodular 0012 a 0017 S Metal base Cinzento 010 a 012 S NUCLEAÇÃO HETEROGÊNEA EXÓGENA MnS 1610C FeS 1190C METALURGIA FÍSICA Nucleação Heterogênea Grafita lamelar MnS NUCLEAÇÃO HETEROGÊNEA EXÓGENA METALURGIA FÍSICA Si S Ca Mn Fe MnS 043 2068 032 3931 3766 NUCLEAÇÃO HETEROGÊNEA EXÓGENA METALURGIA FÍSICA A formação de grafita durante a solidificação dos ferros fundidos exige a presença de núcleos sólidos no metal líquido Sulfetos Óxidos CaC2 Carbeto de cálcio Grafita não dissolvida Áreas ricas em Si MAIS IMPORTANTE Energia livre para a formação dos sulfetos METALURGIA FÍSICA TEMPERATURA ACIMA DE 1454C BANHO PERMANECE LIVRE DE ESCÓRIAS DEVIDO À OXIDAÇÃO PREFERENCIAL DO CARBONO EM RELAÇÃO A OUTROS ELEMENTOS A OXIDAÇÃO DO CARBONO É FAVORECIDA POR MAIOR TEMPERATURA EM TEMPERATURAS MAIS BAIXAS FORMASE ESCÓRIA DEVIDO A OXIDAÇÃO DE OUTROS ELEMENTOS COMO O SILÍCIO E MANGANÊS TEOR DE SiO2 PARA TEMPERATURAS BAIXAS ELEVA O GRAU DE NUCLEAÇÃO TEOR DE SiO2 PARA TEMPERATURAS ALTAS METALURGIA FÍSICA Fonte Apresentação Italterm METALURGIA FÍSICA Forma do núcleo de crescimento da grafita Skaland 2001 XOSiO2 or XOAl2O32SiO2 Núcleo MgS CaS MgOSiO2 2MgOSiO2 Onde X Ca Ba ou Zr METALURGIA FÍSICA Atuação do Mg na TSE após o tratamento de nodulização METALURGIA FÍSICA Atuação do Mg na TSE após o tratamento de nodulização Metal base TSE 1142C Após nodulização TSE 1127C Diferença 15C 2 ESTUDO DE CASO Produção de ferro fundido nodular METALURGIA FÍSICA Atuação do Mg na TSE após o tratamento de nodulização Metal base Metal nodulizado 02 Estudo de caso Produção de ferro fundido nodular METALURGIA FÍSICA A quantidade de núcleos naturais depende essencialmente da presença de óxidos e sulfetos Histórico térmico do banho Nível de agitação Tempo de manutenção do metal no estado líquido METALURGIA FÍSICA Composição química Componentes de carga Composição química da MP e sequência de carregamento a Sucata de aço poder de nucleação zero b Gusa nodular baixo poder de nucleação c Gusa cinzento maior poder de nucleação entre os metais da carga d Retorno médio poder de nucleação e instável Característica química do inoculante Tipo de forno A quantidade de núcleos naturais depende essencialmente da presença de óxidos e sulfetos 3 ESTUDO DE CASO AVALIAÇÃO DO GRAU DE NUCLEAÇÃO DO FERRO FUNDIDO CINZENTO HIPOEUTÉTICO EM FORNOS CUBILÔ E A INDUÇÃO ATRAVÉS DA ANÁLISE TÉRMICA DE SOLIDIFICAÇÃO Estudo desenvolvido na oficina de fundição SENAI Itaúna CETEF 2020 METALURGIA FÍSICA CRESCIMENTO crescimento celular crescimento dendrítico average grain size secondary dendrite arm spacing nucleation site mould wall low angle grain boundaries high angle grain boundaries METALURGIA FÍSICA Crescimento Colunar e Equiaxial httpswwwyoutubecomwatchvvM7dovLnCdM CRESCIMENTO Fonte Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns Hubertus Colpaert METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA As grafitas dos ferros fundidos apresentam um reticulado cristalino do tipo hexagonal compacto METALURGIA FÍSICA Grafitas Reticulado cristalino do tipo hexagonal compacto Crescimento preferencial das grafitas em ligas FeCSi puras Baixa energia de interface GRAFITA NODULAR METALURGIA FÍSICA Grafitas Reticulado cristalino do tipo hexagonal compacto Elementos tensoativos EXEMPLO Oxigênio e Enxofre ALTERA O CRESCIMENTO DA GRAFITA São adsorvidos nos planos prismáticos Energia de interface plano prismático plano basal GRAFITA LAMELAR METALURGIA FÍSICA Mecanismo de crescimento da grafita Fonte Guesser 2019 FeCSi puras crescem preferencialmente em planos basais baixa energia interfacial com o líquido grafita nodular Elementos tensoativos como O e S tendem a serem adsorvidos no plano prismático reduzindo a sua energia interfacial para valores menores que o plano basal grafita lamelar METALURGIA FÍSICA AUSTENITA GRAFITA Lamelar crescem em contato com o líquido EUTÉTICO COOPERATIVO Austenita e grafita lamelar crescem em contato com o líquido METALURGIA FÍSICA CÉLULAS EUTÉTICAS Unidade de solidificação e o crescimento que a partir de núcleos constituise de um agregado de austenita e grafita em um formato aproximadamente esférico O número de células eutéticas determina os tamanhos dos cristais a serem formados e o tamanho do grão Assim elevando o número de células eutéticas provocará a formação de uma estrutura mais refinada isto é grãos mais finos aumentando a resistência à tração METALURGIA FÍSICA CÉLULA EUTÉTICA ɣ GRAFITA AUSTENITA GRAFITA Cinzento EUTÉTICO COOPERATIVO METALURGIA FÍSICA AUSTENITA GRAFITA Nodular EUTÉTICO DIVORCIADO METALURGIA FÍSICA Fonte Professora Daniele S Ramos 2015 UNISOCIESC Curso de PósGraduação de Engenharia de Fundição Disciplina Metalurgia do Ferro Fundido Nodular e Vermicular METALURGIA FÍSICA Fonte Professora Daniele S Ramos 2015 UNISOCIESC Curso de PósGraduação de Engenharia de Fundição Disciplina Metalurgia do Ferro Fundido Nodular e Vermicular METALURGIA FÍSICA Influência da taxa de resfriamento no grau de nucleação via Análise Térmica Fonte Professor Guido Warmling 2015 UNISOCIESC Curso de PósGraduação de Engenharia de Fundição Disciplina Metalurgia do Ferro Fundido Cinzento METALURGIA FÍSICA Temperatura do eutético estável grafitas Temperatura do eutético metaestável carbonetos Superresfriamento temp do eutético mínimo Recalescência TRETSE TRE temp do eutético máximo TRETEM METALURGIA FÍSICA Influência da taxa de resfriamento no grau de nucleação via Análise Térmica Fonte Professor Guido Warmling 2015 UNISOCIESC Curso de PósGraduação de Engenharia de Fundição Disciplina Metalurgia do Ferro Fundido Cinzento METALURGIA FÍSICA RELAÇÃO DO TSE TEMPERATURA DO EUTÉTICO MÍNIMO COM A FORMAÇÃO DE CARBONETO EUTÉTICO Dicas práticas obs podem variar com o processo da empresa Metal forno TSE base cinzento mínimo 1135C TSE base nodular mínimo 1140C Metal panela TSE cinzento inoculado exemplo 1140C TSE cinzento inoculado exemplo 1145C Recalescência 2 a 8C TIPO A TIPO B TIPO C TIPO D TIPO E METALURGIA FÍSICA Influência da taxa de resfriamento no grau de nucleação via Análise Térmica METALURGIA FÍSICA Influência da taxa de resfriamento no grau de nucleação via Análise Térmica ESPESSURA DE PAREDE TEMPERATURA DE VAZAMENTO EXTRAÇÃO DE CALOR N DE CÉLULAS EUTÉTICAS VELOCIDADE DE RESFRIAMENTO METALURGIA FÍSICA Influência da taxa de resfriamento no grau de nucleação via Análise Térmica METALURGIA FÍSICA Análise térmica de solidificação Conceito consiste no levantamento da curva de solidificação de uma amostra do metal Exige o uso de recursos computacionais para a gravação e análise dos dados Isto permitiria levantar parâmetros a partir da curva que descrevem o estado de nucleação do banho de maneira rápida o suficiente para adequar o processo de pós tratamento ao estado de nucleação do banho Fonte Apresentação TUPY 2014 METALURGIA FÍSICA Análise térmica de solidificação Fonte Apresentação TUPY 2014 METALURGIA FÍSICA Análise térmica de solidificação Fonte Apresentação TUPY 2014 METALURGIA FÍSICA Análise térmica de solidificação Fonte Apresentação TUPY 2014 METALURGIA FÍSICA Análise térmica de solidificação METALURGIA FÍSICA Análise térmica de solidificação DICA PARA AMOSTRAGEM CONCHA REFRATÁRIA MENOR PERDA DE TEMPERATURA METALURGIA FÍSICA Diagrama de Equilíbrio Curva de análise térmica de solidificação Análise térmica de solidificação METALURGIA FÍSICA Solidificação de uma liga de ferro fundido cinzento hipoeutético METALURGIA FÍSICA 1 Patamar Início da nucleação das dendritas de austenita Superresfriamento Recalescência Temperatura se eleva devido a liberação de calor CALOR LATENTE Início do crescimento Solidificação de uma liga de ferro fundido nodular hipoeutético METALURGIA FÍSICA Nucleação da austenita Crescimento da austenita Temperatura do eutético ΔT Nucleação do eutético Nucleação e crescimento do eutético Crescimento sem limitação Crescimento limitado por outras células Final da solidificação Temperatura Tempo ITALTERMT Carbomax Delta LOTE INICIO 11042023 080218 TERMINO 11042023 080630 TEMP EUTETICO 15 DELTA EUTETICO 1910 PICO 1338 0C TL 1158 0C CE 428 TSE 1134 0C TRL 1141 0C REC 71 0C AREC 18 TF 1089 0C REFERENCIA 7C 000 0C 51C 03C 00 0C STATUS 1 111837 24042023 OBS METALURGIA FÍSICA Fonte Apresentação Italterm 4 ESTUDO DE CASO Fonte Apresentação Italterm Amostras coletadas num forno de 2 toneladas onde o potencial de nucleação variou o início ao fim Produção de um GGG40 4 ESTUDO DE CASO Fonte Apresentação Italterm A produção de um nodular GGG40 mostrando o comportamento do metal panela 4 ESTUDO DE CASO Fonte Apresentação Italterm A produção de um nodular GGG40 mostrando o comportamento do metal panela EXERCÍCIO 1 A IDENTIFICAR OS PONTOS NA CURVA DE ANÁLISE TÉRMICA 1 EXERCÍCIO 1 B IDENTIFICAR OS PONTOS NA CURVA DE ANÁLISE TÉRMICA 2 FIEMGCOMBRSENAI senaimg senaiminas senaimg METALURGIA FÍSICA Histórico térmico do banho Nível de agitação Tempo de manutenção do metal no estado líquido Composição química Componentes de carga Composição química da MP e sequência de carregamento Característica química do inoculante Tipo de forno Recapitulando GRAU DE NUCLEAÇÃO Controle de processo Pouquíssimas empresas fazem o controle do grau de nucleação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 METALURGIA FÍSICA Controle de processo METALURGIA FÍSICA Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle de processo METALURGIA FÍSICA Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle de processo METALURGIA FÍSICA Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle de processo METALURGIA FÍSICA Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle de processo METALURGIA FÍSICA Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle de processo METALURGIA FÍSICA Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Elevado grau de nucleação Baixo grau de nucleação Propriedades mecânicas Usinabilidade Propriedades mecânicas Usinabilidade Controle de processo METALURGIA FÍSICA Elevado grau de nucleação Baixo grau de nucleação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Nodularidade Propriedades mecânicas Nodularidade Propriedades mecânicas Controle de processo METALURGIA FÍSICA Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle de processo METALURGIA FÍSICA Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle de processo Material obtido da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 METALURGIA FÍSICA METALURGIA DE PROCESSO Elaboração da liga É um dos pontos mais importantes de processo de fabricação de uma peça fundida A composição química e velocidade de resfriamento sofreram forte influência se não houver controles rígidos durante a elaboração Grau de agitação do banho Sobreaquecimento do banho Limpeza do banho Tratamentos metalúrgicos METALURGIA DE PROCESSO Sobreaquecimento do banho o objetivo é destruir núcleos instáveis do metal líquido tornandoo mais homogêneo 1460 a 1510C FF cinzentos 5 a 15 minutos METALURGIA DE PROCESSO Seleção da carga heterogeneidades cargas oxidadas e pintadas projeção de metal líquido Carregamento do forno fusão da carga primeiros controles do metal líquido temperatura e composição química tratamentos e adições correções da composição química segundo controle do metal líquido temperatura e composição química e vazamento do molde Tratamentos de elaboração Inoculação garantir a formação da grafita Nodulização garantir grafita nodular Desoxidação reduzir teor de oxigênio Dessulfuração reduzir teor de enxofre Recarburação ou carburação aumentar o teor de carbono METALURGIA FÍSICA Influência dos elementos base no grau de nucleação a Carbono Liga hipoeutética Liga hipereutética Cinzento 29 a 38 C em peso Nodular 33 a 38 C em peso METALURGIA FÍSICA Influência dos elementos base no grau de nucleação a Carbono Heterogeneidade da carga Elevado nucleante METALURGIA FÍSICA Influência dos elementos base no grau de nucleação b Silício Elemento ferritizante e ação benéfica na nucleação Cinzento12 a 28 de Si em peso Nodular 18 a 28 de Si em peso METALURGIA FÍSICA Influência dos elementos base no grau de nucleação c Silício Fonte Professor Guido Warmling 2015 UNISOCIESC Curso de PósGraduação de Engenharia de Fundição Disciplina Metalurgia do Ferro Fundido Cinzento ESTUDO DE CASO METALURGIA FÍSICA Influência dos elementos base no grau de nucleação c Enxofre Reduz a tensão superficial do líquido e a energia de interface entre o líquido e a grafita Energia de interface Favorece a nucleação Aumenta a atividade e diminui a solubilidade do C no líquido Metal base Cinzento 008 a 012 S Nodular 0012 a 0018 METALURGIA FÍSICA Influência dos elementos base no grau de nucleação c Enxofre Última região a se solidificar Enriquecida de elementos que têm a tendência de se alojar no líquido como é o caso do S Grafita precisa de muito carbono pra crescer Primeira parte a se solidificar Crescimento da grafita alongado e direcional METALURGIA FÍSICA Nucleação da grafita Controle da S Sulfetos Espectrômetro Controle da O Óxidos Sem controle Oxigênio residual pode variar com Composição da carga Picos de temperatura nos fornos Nível de agitação dos banhos Tempos de permanências do metal nos fornos Influência dos elementos base no grau de nucleação c Enxofre METALURGIA FÍSICA Influência dos elementos base no grau de nucleação d Manganês Enxofre Reação eutética Estabilizador de carbonetos Segrega Aloja no líquido Neutralizador do S Mn 172 x S K 172 relação do peso atômico entre o manganês 55 g e o enxofre 32 g coef segurança K 03 garantir a nucleação com MnS 075 perlita fina 080 a 12 impedir ferrita livre em peças espessas Relação boa para nucleação FC MnS 4 a 6 Exemplo 04 Mn008 S 5 ok Antônio George METALURGIA FÍSICA Tratamentos no metal líquido Sobreaquecimento METALURGIA FÍSICA Tratamentos no metal líquido Sobreaquecimento Promover a Formação da Grafita OBJETIVO PRINCIPAL Solidificação Sistema ESTÁVEL METALURGIA FÍSICA Distribuir homogeneamente as grafitas Elevar o número de células eutéticas ou nódulos por mm² Diminuir o Superresfriamento Evitar a formação de carbonetos Promover mudanças físicoquímica no metal líquido Tratamentos no metal líquido Inoculação Mecanismo da Inoculação Super resfriamento e inoculação O ferro fundido cinzento solidificase conforme o diagrama abaixo METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA Tratamentos no metal líquido Inoculação Inoculantes Fe50 a 75 Si Al Ca Sr Ba Mn Ce La Forma óxidos MgO SiO2 Al2O3 CaO CeO Forma sulfetos MgS CaS BaS MnS CeS LaS Inoculantes potencializam a formação de núcleos áreas ricas em silício mas somente se houver óxidos O e sulfetos S em abundância no metal líquido NUCLEAÇÃO DA GRAFITA METALURGIA FÍSICA Tratamentos no metal líquido Inoculação Compostos que poderiam atuar como pontos de nucleação Nucleantes Silicatos São impedidos de atuar eficientemente por causa de uma barreira de energia interfacial existente entre o composto e o carbono Arranjo atômico diferente do carbono Fonte Antônio George 2019 TEORIA SOBRE O MECANISMO DE INOCULAÇÃO explica que ele se dá através da criação e melhoramento dos pontos de nucleação do ferro fundido METALURGIA FÍSICA Fonte Antônio George 2019 TEORIA SOBRE O MECANISMO DE INOCULAÇÃO explica que ele se dá através da criação e melhoramento dos pontos de nucleação do ferro fundido METALURGIA FÍSICA Tratamentos no metal líquido Inoculação Problemas com excesso de nucleação Maior número de células eutéticas Nucleação da grafita lamelar Expansão Líquido é incompressível Esforço sobre o molde Maior Dilatação das paredes do molde Maior volume da cavidade METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA Fonte The Influence of Final Inoculation on the Metallurgical Quality of Nodular Cast Iron 2021 R Dwulat K Janerka K Grzesiak 5 ESTUDO DE CASO Tratamentos no metal líquido Nodulização NODULIZAÇÃO Promover a ESFEROIDIZAÇÃO da Grafita Teor residual de magnésio 003 a 006 O QUE É ADICIONADO Composto sólido granulado contendo elementos que promovam o aumento da tensão superficial do banho METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA Mg S MgS Núcleo de um nódulo Tratamentos no metal líquido Nodulização Os parâmetros de qualidade definem três exigências Número de nódulos por unidade de área Grau de nodularidade Tamanho dos nódulos METALURGIA FÍSICA Tratamentos no metal líquido Nodulização 006340 005500 005230 005110 004890 004840 004770 004680 004500 005200 005900 006600 0317 0640 0734 0830 0900 1200 1300 1400 Teor residual de Mg Tempo minutos TEMPO DE FADING METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA Elementos PREJUDICIAIS à nodulização da grafita Pb chumbo 20 ppm 0002 Bi bismuto 30 ppm 0003 As arsênio 30 ppm 0003 Te telúrio 40 ppm 0004 Sb antimônio 50 ppm 0005 Ti titânio 500 ppm 005 Fonte Efeitos da Composição Química na Produção de Ferro Fundido Nodulares Adalberto Bierrenbach de Souza Santos 2000 METALURGIA FÍSICA TÉCNICAS PARA AVALIAR O GRAU DE NUCLEAÇÃO E NODULIZAÇÃO Técnicas de avaliar o grau de nucleação METALURGIA FÍSICA Avaliação do Grau de Nucleação Cunha de coquilhamento ABNT 6846 Metalografia ASTM A 247 e procedimento para determinação de célula eutética Análise Térmica de Solidificação Técnicas de avaliar o grau de nucleação Cunha de coquilhamento ABNT NBR 6846 METALURGIA FÍSICA Baixo grau de nucleação Alto grau de nucleação Técnicas de avaliar o grau de nucleação METALURGIA FÍSICA Grafitização formação de grafitas Nucleação formação de núcleos para posteriormente formação homogênea de grafitas A cunha mostra variações de grafitas em função da velocidade de resfriamento Apenas o aspecto escuro do prova não é possível controlar efetivamente nucleação Fonte Dados Italterm Fonte Professor Guido Warmling 2015 UNISOCIESC Curso de PósGraduação de Engenharia de Fundição Disciplina Metalurgia do Ferro Fundido Cinzento Cunha de coquilhamento Técnicas de avaliar o grau de nucleação Cunha de coquilhamento ABNT NBR 6846 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Cunha de coquilhamento ABNT NBR 6846 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Metalografia ASTM A247 METALURGIA FÍSICA CLASSIFICAÇÃO DO TIPO Tipo I Esferoidal regular Tipo II Esferoidal irregular Tipo III Em nódulos Tipo IV Vermicular compacta Tipo V Spiky ou Crab Tipo VI Explodida Tipo VII Lamelar TIPO A TIPO B TIPO C TIPO D TIPO E Técnicas de avaliar o grau de nucleação Metalografia ASTM A247 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação METALURGIA FÍSICA Fonte Apresentação Italterm Técnicas de avaliar o grau de nucleação Metalografia ASTM A247 METALURGIA FÍSICA GRAU DE NODULARIZAÇÃO E NÚMERO DE NÓDULOS por mm² Classificação da grafita ASTM A247 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Metalografia ASTM A247 FERRO FUNDIDO CINZENTO FERRO FUNDIDO NODULAR Célula eutética Número de nódulos por mm² Técnicas de avaliar o grau de nucleação Metalografia ASTM A247 METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA Fonte HERAEUS ELECTRO NITE Disponível em httpswwwheraeuscommediamediahenmediahenproductshenironthermalanalysisofcastironpdf Diagrama de Equilíbrio Curva de análise térmica de solidificação Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação 43 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Liquidus Solidus METALURGIA FÍSICA 1 Patamar Início da nucleação das dendritas de austenita Superresfriamento Recalescência Temperatura se eleva devido a liberação de calor CALOR LATENTE Início do crescimento Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle do metal base TSE1118C TRE1121C ΔT36C RECALESCÊNCIA3C METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle do metal base TSE1130C TRE1139C ΔT23C RECALESCÊNCIA9C METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle do metal base TSE1140C TRE1149C ΔT14C RECALESCÊNCIA9C METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle do metal base TSE1148C TRE1152C ΔT6C RECALESCÊNCIA4C METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle do metal final METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Controle do metal final EXEMPLO METAL BASE NODULAR COMPOSIÇÃO QUÍMICA E OBTER O TS TEMPERATURA EUTÉTICA METAESTÁVEL METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Controle do metal final EXEMPLO METAL TRATADO NODULAR METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Controle do metal final EXEMPLO METAL BASE CINZENTO METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Controle do metal final EXEMPLO METAL TRATADO CINZENTO METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Controle do metal final EXEMPLO METAL TRATADO CINZENTO EXEMPLO METAL BASE CINZENTO METALURGIA FÍSICA EXEMPLO METAL BASE CINZENTO 6 ESTUDO DE CASO METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Controle do metal final EXEMPLO CINZENTOMESCLADO BAIXA NUCLEAÇÃO TSE BAIXO EXEMPLO CINZENTO BOA NUCLEAÇÃO TSE NORMAL METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Controle do metal final EXEMPLO METAL BASE CINZENTO EPIC ELKEM METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Controle do metal final Fonte Apresentação Italterm METALURGIA FÍSICA EXERCÍCIO 3 AVALIAR A CURVA DE UM METAL BASE PARA FERRO FUNDIDO NODULAR E TOMAR AS AÇÕES NECESSÁRIAS METALURGIA FÍSICA EXERCÍCIO 4 AVALIAR A CURVA DE UM METAL BASE PARA FERRO FUNDIDO CINZENTO E TOMAR AS AÇÕES NECESSÁRIAS METALURGIA FÍSICA EXERCÍCIO 5 O QUE OCORRERÁ SE LIBERAR O METAL PARA VAZAMENTO COM A APRESENTAÇÃO DOS DADOS DA CURVA APRESENTADA
1
Fundição
IFSUL
2
Fundição
FAE
1
Fundição
UTFPR
202
Fundição
UFTM
8
Fundição
UTFPR
10
Fundição
UNICESUMAR
1
Fundição
UNIEVANGÉLICA
7
Fundição
PUC
1
Fundição
UNIEVANGÉLICA
9
Fundição
UAM
Texto de pré-visualização
Workers melting and casting metal in a foundry METALURGIA FÍSICA Superresfriamento NUCLEAÇÃO CRESCIMENTO METALURGIA FÍSICA O que é um Diagrama de Equilíbrio METALURGIA FÍSICA CARBONO GRAFITA FE3C Cementita Sistema Estável Sistema Metaestável 100 Carbono 667 de carbono Os ferros fundidos são classificados de acordo com a forma em que o carbono se apresenta na microestrutura Estável Metaestável METALURGIA FÍSICA AÇO Liga FeC que contém teor de carbono ATÉ aproximadamente 211p e NÃO APRESENTA reação eutética FERRO FUNDIDO Liga FeC que contém teor de carbono ACIMA aproximadamente 211p e APRESENTA reação eutética e eutetóide METALURGIA FÍSICA Linha Liquidus Linha Solidus ou eutética Linha eutetoide Aço Ferro Fundido Reação eutetoide Reação eutética e transformação eutetoide Sistema Metaestável Fe3C Sistema Estável Grafita LEGENDA L Liquido γ Austenita A Ferrita G Grafita Fe3C Cementita METALURGIA FÍSICA Reação eutética L γ G Célula eutética L γ Fe3C Ledeburita Reação eutetoide γ α G γ α Fe3C Perlita Sistema Metaestável Fe3C Sistema Estável Grafita METALURGIA FÍSICA DIAGRAMA METAESTÁVEL X DIAGRAMA ESTÁVEL METALURGIA FÍSICA ESTÁVEL X METAESTÁVEL METALURGIA FÍSICA ESTÁVEL GRAFITA METAESTÁVEL Fe3C Fe3C Cementita ESTÁVEL X METAESTÁVEL ESTÁVEL GRAFITA METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA METAESTÁVEL FE3C METALURGIA FÍSICA Metaestável Estável METALURGIA FÍSICA REAÇÕES Reação peritética δ L ɣ Reação eutética L ɣ G L ɣ Fe3C Reação eutetóide ɣ α G ɣ α Fe3C METALURGIA FÍSICA CARBONO EQUIVALENTE Ceq C Si3 P3 Ceq 43 EUTÉTICO Ceq 43 HIPOEUTÉTICO Ceq 43 HIPEREUTÉTICO METALURGIA FÍSICA EXERCÍCIO 2 Calcule o Carbono Equivalente e classifique os materiais a Carbono 32 Silício 18 Manganês 055 Fósforo 001 Enxofre 005 b Carbono 42 Silício 23 Manganês 075 Fósforo 001 Enxofre 007 c Carbono 37 Silício 175 Manganês 085 Fósforo 001 Enxofre 007 METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA PONTO A PONTO B Antes da temperatura eutética Depois da temperatura eutetóide de CEMENTITA PRIMÁRIA Apenas pela regra da alavanca considerando a de Fe3C antes da transformação eutética ou seja ponto A de CEMENTITA EUTÉTICA Fe3C EUTÉTICA de Fe3C logo após a transformação eutética Regra da alavanca o resultado obtido no ponto A Fe3C primária de CEMENTITA SECUNDÁRIA Fe3C SECUNDÁRIA de Fe3C antes da transformação eutetóide Regra da alavanca os resultados obtidos nos ponto A Fe3C primária e B Fe3C eutética LEMBRESE O pai do agregado eutético ledeburita é o LÍQUIDO antes da transformação eutética O pai do agregado eutetóide Perlita é a austenita antes da transformação eutetóide Pelo análise do diagrama FeC não é possível determinar a quantidade de cementita primária em uma liga hipoeutética A de carbono da cementita é 667 PONTO C PONTO D METALURGIA FÍSICA PONTO A PONTO B Antes da temperatura eutética Depois da temperatura eutetóide de GRAFITA PRIMÁRIA Apenas pela regra da alavanca considerando a de GRAFITA antes da transformação eutética ou seja ponto A de CEMENTITA EUTÉTICA GRAFITA EUTÉTICA de GRAFITA logo após a transformação eutética Regra da alavanca o resultado obtido no ponto A GRAFITA primária de GRAFITA SECUNDÁRIA GRAFITA SECUNDÁRIA de GRAFITA antes da transformação eutetóide Regra da alavanca os resultados obtidos nos ponto A GRAFITA primária e B GRAFITA eutética LEMBRESE O pai do agregado eutético célula eutética é o LÍQUIDO antes da transformação eutética O pai do agregado eutetóide ferrita grafita é a austenita antes da transformação eutetóide Pelo análise do diagrama FeC não é possível determinar a quantidade de GRAFITA primária em uma liga hipoeutética A de carbono da GRAFITA é 100 PONTO C PONTO D METALURGIA FÍSICA O pai da célula eutética é o líquido que se transforma na reação eutética Reação eutética estável METALURGIA FÍSICA O pai da célula eutética é o líquido que se transforma na reação eutética Reação eutética metaestável METALURGIA FÍSICA SISTEMA ESTÁVEL X SISTEMA METAESTÁVEL METALURGIA FÍSICA SISTEMA ESTÁVEL X SISTEMA METAESTÁVEL Superresfriamento METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA Potencial grafitizante de diversos elementos em ferro fundido Temperatura do eutético estável Temperatura do eutético metaestável METALURGIA FÍSICA Tempo Temperatura TEE TEM Grau de Nucleação METALURGIA FÍSICA Diagrama de equilíbrio Ferro Carbono Silício Silício não é nucleante METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA SOLIDIFICAÇÃO ESTÁVEL FERRO FUNDIDO HIPOEUTÉTICO METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA Ferro Fundido Hipoeutético Formação das dendritas de austenita Superresfriamento Formação de grafita CRESCIMENTO COOPERATIVO OU DIVORCIADO SOLIDIFICAÇÃO ESTÁVEL FERRO FUNDIDO HIPOEUTÉTICO METALURGIA FÍSICA Ferro Fundido Hipoeutético SOLIDIFICAÇÃO ESTÁVEL FERRO FUNDIDO HIPOEUTÉTICO METALURGIA FÍSICA Ferro Fundido Eutético Superresfriamento Formação de grafita na reação eutética CRESCIMENTO COOPERATIVO OU DIVORCIADO SOLIDIFICAÇÃO ESTÁVEL FERRO FUNDIDO EUTÉTICO METALURGIA FÍSICA GRAFITAS EUTÉTICAS DO FERRO FUNDIDO METALURGIA FÍSICA Ferro Fundido Hipereutético Formação de grafita primária Formação de grafita na reação eutética CRESCIMENTO COOPERATIVO OU DIVORCIADO SOLIDIFICAÇÃO ESTÁVEL FERRO FUNDIDO HIPEREUTÉTICO METALURGIA FÍSICA GRAFITAS PRIMÁRIAS DO FERRO FUNDIDO HIPEREUTÉTICO METALURGIA FÍSICA Variação do limite de resistência à tração com o carbono equivalente em ferros fundidos cinzentos METALURGIA FÍSICA Por que o ferro fundido nodular tem a tendência de formar carbonetos METALURGIA FÍSICA CARBONO EQUIVALENTE Ferro Fundido Nodular 43 a 47 e10 mm Ceq 44 a 47 A definição dos teores de carbono silício e carbono equivalente a serem utilizadas em uma determinada peça estão ainda condicionadas à classe do ferro fundido nodular e espessura Fonte Efeitos da Composição Química na Produção de Ferro Fundido Nodulares Adalberto Bierrenbach de Souza Santos 2000 SOLIDIFICAÇÃO ESTÁVEL METALURGIA FÍSICA Fonte KÖNIG M Literature review of microstructure formation in compacted graphite Iron International Journal of Cast Metals Research v 23 n 3 p 185192 2010 Modelos de transformação eutetóide I nucleação da perlita na interface αɣ II nucleação da perlita em ɣɣ e Grɣ METALURGIA FÍSICA Diminuição da solubilidade da austenita METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA ZONA ACOPLADA Faixas de temperaturas abaixo da eutética e de composição onde a fases eutéticas podem crescer a partir do banho em velocidades iguais Em eutéticos do gênero facetado não facetado como é o caso dos ferros fundidos cinzentos Simétrica Grafita Facetada ponto de fusão Austenita Não facetada e baixo ponto de fusão Crescimento cooperativo Assimétrica Zona Acoplada Assimétrica METALURGIA FÍSICA Zona Acoplada Assimétrica 1 Região fora da zona de crescimento cooperativo Dendritas primárias baixo teor de C 2 Crescimento cooperativo juntos e com velocidades similares dentro da zona acoplada a partir da interface sólidoliquido formando o eutético Crescimento cooperativo é governado pelo transporte de massa isto é pelas características de difusão dos elementos presentes no líquido posicionados na frente da interface de solidificação e pela capacidade de transferências do calor liberado durante a solidificação A solidificação de uma liga de composição eutética dentro da zona acoplada ocorre da seguinte maneira FORMA HIPOTÉTICA DE DESCREVER A SOLIDIFICAÇÃO POIS A LOCALIZAÇÃO É FORTEMENTE DEPENDENTE DA CQ TAXA DE RESFRIAMENTO E GRAU DE NUCLEAÇÃO METALURGIA FÍSICA Zona Acoplada Assimétrica 1 Nucleação das dendritas de austenita primárias acima da T eutética baixo teor de C L acréscimo de carbono 2 Crescimento cooperativo juntos e com velocidades similares dentro da zona acoplada a partir da interface sólidoliquido formando o eutético 3 Durante o crescimento da grafita ocorre o empobrecimento de carbono no líquido levando a composição para dentro da zona acoplada Crescimento cooperativo A solidificação de uma liga de composição hipoeutética dentro da zona acoplada ocorre da seguinte maneira METALURGIA FÍSICA Zona Acoplada Assimétrica 1 Nucleação das grafitas primárias acima da T eutética L empobrecimento de carbono 2 Nucleação da austenita fora da zona acoplada Crescimento ɣ Líquido seja enriquecido de carbono 2 Crescimento cooperativo G ɣ A solidificação de uma liga de composição hipereutética dentro da zona acoplada ocorre da seguinte maneira ZCA Torna possível a formação de diferentes estruturas em condições adversas Características de nucleação de cada fase Condições de superesfriamento Composição química Condições térmicas Velocidade de crescimento gradiente térmico METALURGIA FÍSICA Zona Acoplada Assimétrica Fonte Profª Rosineide Junkes Lussoli PósGraduação em Engenharia de Fundição UNISOCIESC Liga hipereutética Liga hipoeutética METALURGIA FÍSICA Carbono equivalente liquidus ativo CELA Fonte Artigo traduzido pelo Wilson Luiz Guesser Ano não informado TLATL Temperatura liquidus TES Temperatura solidus metaestável METALURGIA FÍSICA Fonte Artigo traduzido pelo Wilson Luiz Guesser Ano não informado Carbono equivalente liquidus ativo CELA METALURGIA FÍSICA TL Temperatura liquidus TSE influenciado pela CQ Tx de nucleação e velocidade de resfriamento Fonte Artigo traduzido pelo Wilson Luiz Guesser Ano não informado Carbono equivalente liquidus ativo CELA METALURGIA FÍSICA Fonte Artigo traduzido pelo Wilson Luiz Guesser Ano não informado Carbono equivalente liquidus ativo CELA METALURGIA FÍSICA Determinar o Carbono equivalente pela temperatura liquidus é mais preciso e real do que estimar a partir da CQ CELA Carbono equivalente liquidus ativo PEV Ponto eutético verdadeiro TSE TL Liga com comportamento eutética Valor dinâmico Depende da CQ Tx de nucleação e velocidade de resfriamento Carbono equivalente liquidus ativo CELA METALURGIA FÍSICA TSE TL Liga com comportamento eutética TL usada para estimar a CELA 1445 00089TL Carbono equivalente liquidus ativo CELA CELA 438 Diagrama FeCSi com 2 de Silício Temperatura ºC 0 10 20 30 40 50 C δL δ δ γL L LG γ γG αγG αγ αG BREVE APRESENTAÇÃO PROFISSONAL Quais as expectativas do curso DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FERRO CARBONO VISÃO 2D E 3D NO DIAGRAMA DE FASES LÍQUIDO Liquidus LÍQUIDO SÓLIDO Sólidus SÓLIDO Temperatura Percentagem em peso de Ni Cu Co Ni Tempo DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FERRO CARBONO DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FERRO CARBONO Fonte Adriano Rosário Mestrado 2012 Disponível httpstede2uepgbrjspuihandleprefix1448 DIAGRAMA FC X CURVA DE AT Temperatura C L L G γ L L Fe3C γ G γ Fe3C α G α Fe3C Temperatura do eutético ΔT Nucleação da austenita Crescimento da austenita Nucleação do eutético Nucleação e crescimento do eutético Crescimento sem limitação Crescimento limitado por outras células Final da solidificação Tempo DISCUSSÃO TÉCNICA INICIAL T C Líquido L γ γ γ grafito γ Fe3C α grafito α Fe3C C 100 µm DISCUSSÃO TÉCNICA INICIAL A B Situação hipotético TETRAEDRO DE ENGENHARIA DOS MATERIAIS Processamento Composição química Microestrutura Propriedade mecânica DESEMPENHO DO MATERIAL FABRICANTE CLIENTE TETRAEDRO DE ENGENHARIA DOS MATERIAIS Processamento Composição química Microestrutura Propriedade mecânica DESEMPENHO DO MATERIAL METALURGIA FÍSICA Processamento Composição química Microestrutura Propriedade mecânica DESEMPENHO DO MATERIAL DESEMPENHO DO MATERIAL Especificações técnicas Fadiga Térmica Resistência mecânica e resistência à fadiga Capacidade de amortecimento e ruídos Rugosidade superficial Resistência ao desgaste METALURGIA FÍSICA Processamento Composição química Microestrutura Propriedade mecânica DESEMPENHO DO MATERIAL ETAPAS DO PROCESSAMENTO Controles básicos GRAU DE NUCLEAÇÃO Seleção da carga metálica Sobreaquecimento Composição química Tratamentos metalúrgicos METALURGIA FÍSICA Processamento Composição química Microestrutura Propriedade mecânica DESEMPENHO DO MATERIAL REAÇÃO EUTÉTICA Diagrama de Equilíbrio FeC METALURGIA FÍSICA Processamento Composição química Microestrutura Propriedade mecânica DESEMPENHO DO MATERIAL REAÇÃO EUTÉTICA Diagrama de Equilíbrio FeC Parcialmente METALURGIA FÍSICA Processamento Composição química Microestrutura Propriedade mecânica DESEMPENHO DO MATERIAL Curvas de análise térmica 1 2 3 METALURGIA FÍSICA Processamento Composição química Microestrutura Propriedade mecânica DESEMPENHO DO MATERIAL GN GN GN Grau de nucleação O potencial de nucleação do metal base pode ser medido na AT como TSE TEM METALURGIA FÍSICA Características da grafita sob a óptica da metalurgia mecânica e física Descontinuidade na matriz metálica Efeito Entalhe Baixas propriedades mecânicas Grafita lamelar Amortecimento de vibração Condutividade térmica Fadiga térmica Grafita lamelar e vermicular Lubrificante Usinabilidade Alimentação interna Expansão grafítica Grafita lamelar Em suma sobre a determinação das propriedades mecânicas a Cinzento 70 contra 30 da matriz b Nodular 30 contra 70 da matriz METALURGIA FÍSICA Características da grafita sob a óptica da metalurgia mecânica e física Descontinuidade na matriz metálica Efeito Entalhe Baixas propriedades mecânicas Grafita lamelar Amortecimento de vibração Condutividade térmica Fadiga térmica Grafita lamelar e vermicular Lubrificante Usinabilidade Alimentação interna Expansão grafítica Grafita lamelar Em suma sobre a determinação das propriedades mecânicas a Cinzento 70 contra 30 da matriz b Nodular 30 contra 70 da matriz METALURGIA FÍSICA FIGURA 21 A presença da grafita traduzse em efeito de concentração de tensões na matriz próxima à grafita A intensidade da concentração de tensões depende da forma da grafita Ferro fundido nodular a 400 X e ferro fundido cinzento b 200 X Sem ataque METALURGIA FÍSICA FIGURA 424 Propagação de trinca em contorno de célula de ferro fundido cinzento perlítico 850 x Voigt 1990 a 220 SU b 230 SU ver resultados em SU na Tabela 41 FIGURA 429 Seção transversal de amostra fraturada por fadiga Regiões logo abaixo da superficie de fratura Ferro fundido cinzento classe FC 250 100x METALURGIA FÍSICA GRAFITAS PRIMÁRIAS FERRO FUNDIDO HIPEREUTÉTICO Propagam o maior efeito entalhe diminuindo a resistência mecânica METALURGIA FÍSICA GRAFITAS PRIMÁRIAS FERRO FUNDIDO HIPEREUTÉTICO METALURGIA FÍSICA GRAFITAS PRIMÁRIAS FERRO FUNDIDO HIPEREUTÉTICO METALURGIA FÍSICA GRAFITAS PRIMÁRIAS FERRO FUNDIDO HIPEREUTÉTICO METALURGIA FÍSICA 01 ALIMENTAÇÃO INTERNA Expansão Grafítica Célula eutética de forma tridimensional METALURGIA FÍSICA 02 CONDUTIVIDADE TÉRMICA Fadiga Térmica Adaptado Kempers 1966 METALURGIA FÍSICA 03 DESCONTINUIDADE NA MATRIZ Efeito entalhe Grafita eutética Grafita primária CARACTERÍSTICAS DAS GRAFITAS E DEFEITOS MICROESTRUTURAIS SINOPSE ANÁLISE TÉRMICA DE SOLIDIFICAÇÃO Vantagens competitivas Estabilidade do processo Melhora das propriedades mecânicas Minimização de refugos Carbonetos e rechupes Controle do processo Diminuição do custo de produção Eliminação de porosidades de contração Microrrechupes e rechupes Eliminação de carbonetos na microestrutura Aumento do número de células eutéticas e nódulos por mm² Distribuição e tamanhos homogêneos de grafitas ATUAR NA INFLUÊNCIA FÍSICA DO METAL INDEPEDENTEMENTE DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA E TEMPERATURA SINOPSE ANÁLISE TÉRMICA DE SOLIDIFICAÇÃO Controle de processo em ferros fundidos 1 MICROESTRUTURA Distribuição da grafita lamelar Determinação do número de células eutéticas por cm² Número de nódulos por mm² 2 PROPRIEDADES MECÂNICAS 3 VARIAÇÕES DIMENSIONAIS DURANTE A SOLIDIFICAÇÃO Em virtude Modo de solidificação I Taxa de resfriamento I Grau de Nucleação ATUAR NA INFLUÊNCIA FÍSICA DO METAL INDEPEDENTEMENTE DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA E TEMPERATURA SINOPSE ANÁLISE TÉRMICA DE SOLIDIFICAÇÃO Fonte HERAEUS ELECTRO NITE Disponível em httpswwwheraeuscommediamediahenmediahenproductshenironthermalanalysisofcastironpdf METALURGIA FÍSICA Fonte Autor desconhecido SINOPSE ANÁLISE TÉRMICA DE SOLIDIFICAÇÃO 1 ESTUDO DE CASO AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE NUCLEAÇÃO DE UM FERRO FUNDIDO CINZENTO OBTIDO EM FORNO CUBILÔ E COM BAIXA RELAÇÃO ESTEQUIOMÉTRICA PARA NEUTRALIZAÇÃO DO ENXOFRE COM MANGANÊS Estudo desenvolvido na oficina de fundição SENAI Itaúna CETEF 2020 METALURGIA FÍSICA Ferro Fundido Cinzento Ferro Fundido Nodular METALURGIA FÍSICA A solidificação é um campo complexo que envolve vários aspectos como da termodinâmica e da cristalografia NUCLEAÇÃO CRESCIMENTO Variações de energia que ocorrem durante a solidificação METALURGIA FÍSICA Energia Livre de Gibbs ELG NUCLEAÇÃO CRESCIMENTO Ocorre quando a energia livre de vários átomos de metal líquido atinge um valor abaixo o suficiente para que ocupem suas posições no reticulado cristalino Os núcleos se formam preferencialmente nas interfaces sobre superfícies préexistentes Fonte Nucleação e crescimento da grafita em ferros fundidos cinzento e nodular Março 2016 Elkem Tratamento de Metais A fase estável Menor ELG Representação esquemática das curvas de energia livre do sólio e do líquido puros em função da temperatura METALURGIA FÍSICA Energia Livre de Gibbs ELG NUCLEAÇÃO CRESCIMENTO A fase estável Menor ELG Representação esquemática das curvas de energia livre do sólio e do líquido puros em função da temperatura A espontaneidade de uma reação pode ser medida por meio da equação Entalpia H é o conteúdo de energia de uma substância A entropia S é a grandeza termodinâmica que mede o grau de desordem de um sistema Energia útil do sistema que é usada para realizar trabalho METALURGIA FÍSICA Energia Livre de Gibbs ELG NUCLEAÇÃO CRESCIMENTO A fase estável Menor ELG Representação esquemática das curvas de energia livre do sólio e do líquido puros em função da temperatura Segundo Gibbs um processo é considerado espontâneo se realizar trabalho ou seja se G diminuir Nesse caso o estado final da transformação será mais estável que o inicial quando G 0 METALURGIA FÍSICA Energia Livre de Gibbs ELG NUCLEAÇÃO CRESCIMENTO A fase estável Menor ELG Representação esquemática das curvas de energia livre do sólio e do líquido puros em função da temperatura Superresfriamento METALURGIA FÍSICA Superresfriamento NUCLEAÇÃO CRESCIMENTO Fonte Garcia 2007 Na solidificação do eutético austenitagrafita admitese geralmente que a fase difícil de nuclear é a grafita METALURGIA FÍSICA Superresfriamento NUCLEAÇÃO CRESCIMENTO METALURGIA FÍSICA Célula eutética Nódulos por mm2 METALURGIA FÍSICA O processo de nucleação dos ferros fundidos envolve Ponto de fusão Calor sensível Calor latente Superresfriamento Sobreaquecimento METALURGIA FÍSICA NUCLEAÇÃO HOMOGÊNEA sem interferência ou contribuição energética de elementos ou agentes estranhos ao sistema metal líquido metal sólido NUCLEAÇÃO HETEROGÊNEA contando com a contribuição energética de agentes estranhos ao sistema Depende do tamanho crítico e das condições térmicas existentes na fase líquida METALURGIA FÍSICA NUCLEAÇÃO HETEROGÊNEA EXÓGENA Nódulo de grafita da corrida 3 inoculada com FeSiMg revelando um núcleo rico em Si Ca O e S recoberto por uma camada externa de grafita Estudo sobre a nucleação e crescimento de nódulos de grafita em ferros fundidos nodulares httpswwwresearchgatenetpublication335701121ESTUDOSOBREANUCLEACAOECRESCIMENTODENODULOSDEGRAFITAEMFERROSFUNDIDOSNODUL ARES METALURGIA FÍSICA NUCLEAÇÃO HETEROGÊNEA EXÓGENA Nódulo de grafita da corrida 3 inoculada com FeSiMg revelando um núcleo rico em Si Ca O e S recoberto por uma camada externa de grafita Estudo sobre a nucleação e crescimento de nódulos de grafita em ferros fundidos nodulares httpswwwresearchgatenetpublication335701121ESTUDOSOBREANUCLEACAOECRESCIMENTODENODULOSDEGRAFITAEMFERROSFUNDIDOSNODUL ARES METALURGIA FÍSICA Nucleação das grafitas a partir de sulfetos de manganês Fonte adaptado de PIWOWARSKY 1942 apud Rosário 2012 Metal base nodular 0012 a 0017 S Metal base Cinzento 010 a 012 S NUCLEAÇÃO HETEROGÊNEA EXÓGENA MnS 1610C FeS 1190C METALURGIA FÍSICA Nucleação Heterogênea Grafita lamelar MnS NUCLEAÇÃO HETEROGÊNEA EXÓGENA METALURGIA FÍSICA Si S Ca Mn Fe MnS 043 2068 032 3931 3766 NUCLEAÇÃO HETEROGÊNEA EXÓGENA METALURGIA FÍSICA A formação de grafita durante a solidificação dos ferros fundidos exige a presença de núcleos sólidos no metal líquido Sulfetos Óxidos CaC2 Carbeto de cálcio Grafita não dissolvida Áreas ricas em Si MAIS IMPORTANTE Energia livre para a formação dos sulfetos METALURGIA FÍSICA TEMPERATURA ACIMA DE 1454C BANHO PERMANECE LIVRE DE ESCÓRIAS DEVIDO À OXIDAÇÃO PREFERENCIAL DO CARBONO EM RELAÇÃO A OUTROS ELEMENTOS A OXIDAÇÃO DO CARBONO É FAVORECIDA POR MAIOR TEMPERATURA EM TEMPERATURAS MAIS BAIXAS FORMASE ESCÓRIA DEVIDO A OXIDAÇÃO DE OUTROS ELEMENTOS COMO O SILÍCIO E MANGANÊS TEOR DE SiO2 PARA TEMPERATURAS BAIXAS ELEVA O GRAU DE NUCLEAÇÃO TEOR DE SiO2 PARA TEMPERATURAS ALTAS METALURGIA FÍSICA Fonte Apresentação Italterm METALURGIA FÍSICA Forma do núcleo de crescimento da grafita Skaland 2001 XOSiO2 or XOAl2O32SiO2 Núcleo MgS CaS MgOSiO2 2MgOSiO2 Onde X Ca Ba ou Zr METALURGIA FÍSICA Atuação do Mg na TSE após o tratamento de nodulização METALURGIA FÍSICA Atuação do Mg na TSE após o tratamento de nodulização Metal base TSE 1142C Após nodulização TSE 1127C Diferença 15C 2 ESTUDO DE CASO Produção de ferro fundido nodular METALURGIA FÍSICA Atuação do Mg na TSE após o tratamento de nodulização Metal base Metal nodulizado 02 Estudo de caso Produção de ferro fundido nodular METALURGIA FÍSICA A quantidade de núcleos naturais depende essencialmente da presença de óxidos e sulfetos Histórico térmico do banho Nível de agitação Tempo de manutenção do metal no estado líquido METALURGIA FÍSICA Composição química Componentes de carga Composição química da MP e sequência de carregamento a Sucata de aço poder de nucleação zero b Gusa nodular baixo poder de nucleação c Gusa cinzento maior poder de nucleação entre os metais da carga d Retorno médio poder de nucleação e instável Característica química do inoculante Tipo de forno A quantidade de núcleos naturais depende essencialmente da presença de óxidos e sulfetos 3 ESTUDO DE CASO AVALIAÇÃO DO GRAU DE NUCLEAÇÃO DO FERRO FUNDIDO CINZENTO HIPOEUTÉTICO EM FORNOS CUBILÔ E A INDUÇÃO ATRAVÉS DA ANÁLISE TÉRMICA DE SOLIDIFICAÇÃO Estudo desenvolvido na oficina de fundição SENAI Itaúna CETEF 2020 METALURGIA FÍSICA CRESCIMENTO crescimento celular crescimento dendrítico average grain size secondary dendrite arm spacing nucleation site mould wall low angle grain boundaries high angle grain boundaries METALURGIA FÍSICA Crescimento Colunar e Equiaxial httpswwwyoutubecomwatchvvM7dovLnCdM CRESCIMENTO Fonte Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns Hubertus Colpaert METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA As grafitas dos ferros fundidos apresentam um reticulado cristalino do tipo hexagonal compacto METALURGIA FÍSICA Grafitas Reticulado cristalino do tipo hexagonal compacto Crescimento preferencial das grafitas em ligas FeCSi puras Baixa energia de interface GRAFITA NODULAR METALURGIA FÍSICA Grafitas Reticulado cristalino do tipo hexagonal compacto Elementos tensoativos EXEMPLO Oxigênio e Enxofre ALTERA O CRESCIMENTO DA GRAFITA São adsorvidos nos planos prismáticos Energia de interface plano prismático plano basal GRAFITA LAMELAR METALURGIA FÍSICA Mecanismo de crescimento da grafita Fonte Guesser 2019 FeCSi puras crescem preferencialmente em planos basais baixa energia interfacial com o líquido grafita nodular Elementos tensoativos como O e S tendem a serem adsorvidos no plano prismático reduzindo a sua energia interfacial para valores menores que o plano basal grafita lamelar METALURGIA FÍSICA AUSTENITA GRAFITA Lamelar crescem em contato com o líquido EUTÉTICO COOPERATIVO Austenita e grafita lamelar crescem em contato com o líquido METALURGIA FÍSICA CÉLULAS EUTÉTICAS Unidade de solidificação e o crescimento que a partir de núcleos constituise de um agregado de austenita e grafita em um formato aproximadamente esférico O número de células eutéticas determina os tamanhos dos cristais a serem formados e o tamanho do grão Assim elevando o número de células eutéticas provocará a formação de uma estrutura mais refinada isto é grãos mais finos aumentando a resistência à tração METALURGIA FÍSICA CÉLULA EUTÉTICA ɣ GRAFITA AUSTENITA GRAFITA Cinzento EUTÉTICO COOPERATIVO METALURGIA FÍSICA AUSTENITA GRAFITA Nodular EUTÉTICO DIVORCIADO METALURGIA FÍSICA Fonte Professora Daniele S Ramos 2015 UNISOCIESC Curso de PósGraduação de Engenharia de Fundição Disciplina Metalurgia do Ferro Fundido Nodular e Vermicular METALURGIA FÍSICA Fonte Professora Daniele S Ramos 2015 UNISOCIESC Curso de PósGraduação de Engenharia de Fundição Disciplina Metalurgia do Ferro Fundido Nodular e Vermicular METALURGIA FÍSICA Influência da taxa de resfriamento no grau de nucleação via Análise Térmica Fonte Professor Guido Warmling 2015 UNISOCIESC Curso de PósGraduação de Engenharia de Fundição Disciplina Metalurgia do Ferro Fundido Cinzento METALURGIA FÍSICA Temperatura do eutético estável grafitas Temperatura do eutético metaestável carbonetos Superresfriamento temp do eutético mínimo Recalescência TRETSE TRE temp do eutético máximo TRETEM METALURGIA FÍSICA Influência da taxa de resfriamento no grau de nucleação via Análise Térmica Fonte Professor Guido Warmling 2015 UNISOCIESC Curso de PósGraduação de Engenharia de Fundição Disciplina Metalurgia do Ferro Fundido Cinzento METALURGIA FÍSICA RELAÇÃO DO TSE TEMPERATURA DO EUTÉTICO MÍNIMO COM A FORMAÇÃO DE CARBONETO EUTÉTICO Dicas práticas obs podem variar com o processo da empresa Metal forno TSE base cinzento mínimo 1135C TSE base nodular mínimo 1140C Metal panela TSE cinzento inoculado exemplo 1140C TSE cinzento inoculado exemplo 1145C Recalescência 2 a 8C TIPO A TIPO B TIPO C TIPO D TIPO E METALURGIA FÍSICA Influência da taxa de resfriamento no grau de nucleação via Análise Térmica METALURGIA FÍSICA Influência da taxa de resfriamento no grau de nucleação via Análise Térmica ESPESSURA DE PAREDE TEMPERATURA DE VAZAMENTO EXTRAÇÃO DE CALOR N DE CÉLULAS EUTÉTICAS VELOCIDADE DE RESFRIAMENTO METALURGIA FÍSICA Influência da taxa de resfriamento no grau de nucleação via Análise Térmica METALURGIA FÍSICA Análise térmica de solidificação Conceito consiste no levantamento da curva de solidificação de uma amostra do metal Exige o uso de recursos computacionais para a gravação e análise dos dados Isto permitiria levantar parâmetros a partir da curva que descrevem o estado de nucleação do banho de maneira rápida o suficiente para adequar o processo de pós tratamento ao estado de nucleação do banho Fonte Apresentação TUPY 2014 METALURGIA FÍSICA Análise térmica de solidificação Fonte Apresentação TUPY 2014 METALURGIA FÍSICA Análise térmica de solidificação Fonte Apresentação TUPY 2014 METALURGIA FÍSICA Análise térmica de solidificação Fonte Apresentação TUPY 2014 METALURGIA FÍSICA Análise térmica de solidificação METALURGIA FÍSICA Análise térmica de solidificação DICA PARA AMOSTRAGEM CONCHA REFRATÁRIA MENOR PERDA DE TEMPERATURA METALURGIA FÍSICA Diagrama de Equilíbrio Curva de análise térmica de solidificação Análise térmica de solidificação METALURGIA FÍSICA Solidificação de uma liga de ferro fundido cinzento hipoeutético METALURGIA FÍSICA 1 Patamar Início da nucleação das dendritas de austenita Superresfriamento Recalescência Temperatura se eleva devido a liberação de calor CALOR LATENTE Início do crescimento Solidificação de uma liga de ferro fundido nodular hipoeutético METALURGIA FÍSICA Nucleação da austenita Crescimento da austenita Temperatura do eutético ΔT Nucleação do eutético Nucleação e crescimento do eutético Crescimento sem limitação Crescimento limitado por outras células Final da solidificação Temperatura Tempo ITALTERMT Carbomax Delta LOTE INICIO 11042023 080218 TERMINO 11042023 080630 TEMP EUTETICO 15 DELTA EUTETICO 1910 PICO 1338 0C TL 1158 0C CE 428 TSE 1134 0C TRL 1141 0C REC 71 0C AREC 18 TF 1089 0C REFERENCIA 7C 000 0C 51C 03C 00 0C STATUS 1 111837 24042023 OBS METALURGIA FÍSICA Fonte Apresentação Italterm 4 ESTUDO DE CASO Fonte Apresentação Italterm Amostras coletadas num forno de 2 toneladas onde o potencial de nucleação variou o início ao fim Produção de um GGG40 4 ESTUDO DE CASO Fonte Apresentação Italterm A produção de um nodular GGG40 mostrando o comportamento do metal panela 4 ESTUDO DE CASO Fonte Apresentação Italterm A produção de um nodular GGG40 mostrando o comportamento do metal panela EXERCÍCIO 1 A IDENTIFICAR OS PONTOS NA CURVA DE ANÁLISE TÉRMICA 1 EXERCÍCIO 1 B IDENTIFICAR OS PONTOS NA CURVA DE ANÁLISE TÉRMICA 2 FIEMGCOMBRSENAI senaimg senaiminas senaimg METALURGIA FÍSICA Histórico térmico do banho Nível de agitação Tempo de manutenção do metal no estado líquido Composição química Componentes de carga Composição química da MP e sequência de carregamento Característica química do inoculante Tipo de forno Recapitulando GRAU DE NUCLEAÇÃO Controle de processo Pouquíssimas empresas fazem o controle do grau de nucleação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 METALURGIA FÍSICA Controle de processo METALURGIA FÍSICA Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle de processo METALURGIA FÍSICA Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle de processo METALURGIA FÍSICA Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle de processo METALURGIA FÍSICA Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle de processo METALURGIA FÍSICA Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle de processo METALURGIA FÍSICA Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Elevado grau de nucleação Baixo grau de nucleação Propriedades mecânicas Usinabilidade Propriedades mecânicas Usinabilidade Controle de processo METALURGIA FÍSICA Elevado grau de nucleação Baixo grau de nucleação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Nodularidade Propriedades mecânicas Nodularidade Propriedades mecânicas Controle de processo METALURGIA FÍSICA Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle de processo METALURGIA FÍSICA Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle de processo Material obtido da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 METALURGIA FÍSICA METALURGIA DE PROCESSO Elaboração da liga É um dos pontos mais importantes de processo de fabricação de uma peça fundida A composição química e velocidade de resfriamento sofreram forte influência se não houver controles rígidos durante a elaboração Grau de agitação do banho Sobreaquecimento do banho Limpeza do banho Tratamentos metalúrgicos METALURGIA DE PROCESSO Sobreaquecimento do banho o objetivo é destruir núcleos instáveis do metal líquido tornandoo mais homogêneo 1460 a 1510C FF cinzentos 5 a 15 minutos METALURGIA DE PROCESSO Seleção da carga heterogeneidades cargas oxidadas e pintadas projeção de metal líquido Carregamento do forno fusão da carga primeiros controles do metal líquido temperatura e composição química tratamentos e adições correções da composição química segundo controle do metal líquido temperatura e composição química e vazamento do molde Tratamentos de elaboração Inoculação garantir a formação da grafita Nodulização garantir grafita nodular Desoxidação reduzir teor de oxigênio Dessulfuração reduzir teor de enxofre Recarburação ou carburação aumentar o teor de carbono METALURGIA FÍSICA Influência dos elementos base no grau de nucleação a Carbono Liga hipoeutética Liga hipereutética Cinzento 29 a 38 C em peso Nodular 33 a 38 C em peso METALURGIA FÍSICA Influência dos elementos base no grau de nucleação a Carbono Heterogeneidade da carga Elevado nucleante METALURGIA FÍSICA Influência dos elementos base no grau de nucleação b Silício Elemento ferritizante e ação benéfica na nucleação Cinzento12 a 28 de Si em peso Nodular 18 a 28 de Si em peso METALURGIA FÍSICA Influência dos elementos base no grau de nucleação c Silício Fonte Professor Guido Warmling 2015 UNISOCIESC Curso de PósGraduação de Engenharia de Fundição Disciplina Metalurgia do Ferro Fundido Cinzento ESTUDO DE CASO METALURGIA FÍSICA Influência dos elementos base no grau de nucleação c Enxofre Reduz a tensão superficial do líquido e a energia de interface entre o líquido e a grafita Energia de interface Favorece a nucleação Aumenta a atividade e diminui a solubilidade do C no líquido Metal base Cinzento 008 a 012 S Nodular 0012 a 0018 METALURGIA FÍSICA Influência dos elementos base no grau de nucleação c Enxofre Última região a se solidificar Enriquecida de elementos que têm a tendência de se alojar no líquido como é o caso do S Grafita precisa de muito carbono pra crescer Primeira parte a se solidificar Crescimento da grafita alongado e direcional METALURGIA FÍSICA Nucleação da grafita Controle da S Sulfetos Espectrômetro Controle da O Óxidos Sem controle Oxigênio residual pode variar com Composição da carga Picos de temperatura nos fornos Nível de agitação dos banhos Tempos de permanências do metal nos fornos Influência dos elementos base no grau de nucleação c Enxofre METALURGIA FÍSICA Influência dos elementos base no grau de nucleação d Manganês Enxofre Reação eutética Estabilizador de carbonetos Segrega Aloja no líquido Neutralizador do S Mn 172 x S K 172 relação do peso atômico entre o manganês 55 g e o enxofre 32 g coef segurança K 03 garantir a nucleação com MnS 075 perlita fina 080 a 12 impedir ferrita livre em peças espessas Relação boa para nucleação FC MnS 4 a 6 Exemplo 04 Mn008 S 5 ok Antônio George METALURGIA FÍSICA Tratamentos no metal líquido Sobreaquecimento METALURGIA FÍSICA Tratamentos no metal líquido Sobreaquecimento Promover a Formação da Grafita OBJETIVO PRINCIPAL Solidificação Sistema ESTÁVEL METALURGIA FÍSICA Distribuir homogeneamente as grafitas Elevar o número de células eutéticas ou nódulos por mm² Diminuir o Superresfriamento Evitar a formação de carbonetos Promover mudanças físicoquímica no metal líquido Tratamentos no metal líquido Inoculação Mecanismo da Inoculação Super resfriamento e inoculação O ferro fundido cinzento solidificase conforme o diagrama abaixo METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA Tratamentos no metal líquido Inoculação Inoculantes Fe50 a 75 Si Al Ca Sr Ba Mn Ce La Forma óxidos MgO SiO2 Al2O3 CaO CeO Forma sulfetos MgS CaS BaS MnS CeS LaS Inoculantes potencializam a formação de núcleos áreas ricas em silício mas somente se houver óxidos O e sulfetos S em abundância no metal líquido NUCLEAÇÃO DA GRAFITA METALURGIA FÍSICA Tratamentos no metal líquido Inoculação Compostos que poderiam atuar como pontos de nucleação Nucleantes Silicatos São impedidos de atuar eficientemente por causa de uma barreira de energia interfacial existente entre o composto e o carbono Arranjo atômico diferente do carbono Fonte Antônio George 2019 TEORIA SOBRE O MECANISMO DE INOCULAÇÃO explica que ele se dá através da criação e melhoramento dos pontos de nucleação do ferro fundido METALURGIA FÍSICA Fonte Antônio George 2019 TEORIA SOBRE O MECANISMO DE INOCULAÇÃO explica que ele se dá através da criação e melhoramento dos pontos de nucleação do ferro fundido METALURGIA FÍSICA Tratamentos no metal líquido Inoculação Problemas com excesso de nucleação Maior número de células eutéticas Nucleação da grafita lamelar Expansão Líquido é incompressível Esforço sobre o molde Maior Dilatação das paredes do molde Maior volume da cavidade METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA Fonte The Influence of Final Inoculation on the Metallurgical Quality of Nodular Cast Iron 2021 R Dwulat K Janerka K Grzesiak 5 ESTUDO DE CASO Tratamentos no metal líquido Nodulização NODULIZAÇÃO Promover a ESFEROIDIZAÇÃO da Grafita Teor residual de magnésio 003 a 006 O QUE É ADICIONADO Composto sólido granulado contendo elementos que promovam o aumento da tensão superficial do banho METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA Mg S MgS Núcleo de um nódulo Tratamentos no metal líquido Nodulização Os parâmetros de qualidade definem três exigências Número de nódulos por unidade de área Grau de nodularidade Tamanho dos nódulos METALURGIA FÍSICA Tratamentos no metal líquido Nodulização 006340 005500 005230 005110 004890 004840 004770 004680 004500 005200 005900 006600 0317 0640 0734 0830 0900 1200 1300 1400 Teor residual de Mg Tempo minutos TEMPO DE FADING METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA Elementos PREJUDICIAIS à nodulização da grafita Pb chumbo 20 ppm 0002 Bi bismuto 30 ppm 0003 As arsênio 30 ppm 0003 Te telúrio 40 ppm 0004 Sb antimônio 50 ppm 0005 Ti titânio 500 ppm 005 Fonte Efeitos da Composição Química na Produção de Ferro Fundido Nodulares Adalberto Bierrenbach de Souza Santos 2000 METALURGIA FÍSICA TÉCNICAS PARA AVALIAR O GRAU DE NUCLEAÇÃO E NODULIZAÇÃO Técnicas de avaliar o grau de nucleação METALURGIA FÍSICA Avaliação do Grau de Nucleação Cunha de coquilhamento ABNT 6846 Metalografia ASTM A 247 e procedimento para determinação de célula eutética Análise Térmica de Solidificação Técnicas de avaliar o grau de nucleação Cunha de coquilhamento ABNT NBR 6846 METALURGIA FÍSICA Baixo grau de nucleação Alto grau de nucleação Técnicas de avaliar o grau de nucleação METALURGIA FÍSICA Grafitização formação de grafitas Nucleação formação de núcleos para posteriormente formação homogênea de grafitas A cunha mostra variações de grafitas em função da velocidade de resfriamento Apenas o aspecto escuro do prova não é possível controlar efetivamente nucleação Fonte Dados Italterm Fonte Professor Guido Warmling 2015 UNISOCIESC Curso de PósGraduação de Engenharia de Fundição Disciplina Metalurgia do Ferro Fundido Cinzento Cunha de coquilhamento Técnicas de avaliar o grau de nucleação Cunha de coquilhamento ABNT NBR 6846 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Cunha de coquilhamento ABNT NBR 6846 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Metalografia ASTM A247 METALURGIA FÍSICA CLASSIFICAÇÃO DO TIPO Tipo I Esferoidal regular Tipo II Esferoidal irregular Tipo III Em nódulos Tipo IV Vermicular compacta Tipo V Spiky ou Crab Tipo VI Explodida Tipo VII Lamelar TIPO A TIPO B TIPO C TIPO D TIPO E Técnicas de avaliar o grau de nucleação Metalografia ASTM A247 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação METALURGIA FÍSICA Fonte Apresentação Italterm Técnicas de avaliar o grau de nucleação Metalografia ASTM A247 METALURGIA FÍSICA GRAU DE NODULARIZAÇÃO E NÚMERO DE NÓDULOS por mm² Classificação da grafita ASTM A247 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Metalografia ASTM A247 FERRO FUNDIDO CINZENTO FERRO FUNDIDO NODULAR Célula eutética Número de nódulos por mm² Técnicas de avaliar o grau de nucleação Metalografia ASTM A247 METALURGIA FÍSICA METALURGIA FÍSICA Fonte HERAEUS ELECTRO NITE Disponível em httpswwwheraeuscommediamediahenmediahenproductshenironthermalanalysisofcastironpdf Diagrama de Equilíbrio Curva de análise térmica de solidificação Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação 43 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Liquidus Solidus METALURGIA FÍSICA 1 Patamar Início da nucleação das dendritas de austenita Superresfriamento Recalescência Temperatura se eleva devido a liberação de calor CALOR LATENTE Início do crescimento Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle do metal base TSE1118C TRE1121C ΔT36C RECALESCÊNCIA3C METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle do metal base TSE1130C TRE1139C ΔT23C RECALESCÊNCIA9C METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle do metal base TSE1140C TRE1149C ΔT14C RECALESCÊNCIA9C METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle do metal base TSE1148C TRE1152C ΔT6C RECALESCÊNCIA4C METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Referência da apresentação Ricardo Fuoco e Antônio George 2020 Controle do metal final METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Controle do metal final EXEMPLO METAL BASE NODULAR COMPOSIÇÃO QUÍMICA E OBTER O TS TEMPERATURA EUTÉTICA METAESTÁVEL METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Controle do metal final EXEMPLO METAL TRATADO NODULAR METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Controle do metal final EXEMPLO METAL BASE CINZENTO METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Controle do metal final EXEMPLO METAL TRATADO CINZENTO METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Controle do metal final EXEMPLO METAL TRATADO CINZENTO EXEMPLO METAL BASE CINZENTO METALURGIA FÍSICA EXEMPLO METAL BASE CINZENTO 6 ESTUDO DE CASO METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Controle do metal final EXEMPLO CINZENTOMESCLADO BAIXA NUCLEAÇÃO TSE BAIXO EXEMPLO CINZENTO BOA NUCLEAÇÃO TSE NORMAL METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Controle do metal final EXEMPLO METAL BASE CINZENTO EPIC ELKEM METALURGIA FÍSICA Técnicas de avaliar o grau de nucleação Análise térmica de solidificação Controle do metal final Fonte Apresentação Italterm METALURGIA FÍSICA EXERCÍCIO 3 AVALIAR A CURVA DE UM METAL BASE PARA FERRO FUNDIDO NODULAR E TOMAR AS AÇÕES NECESSÁRIAS METALURGIA FÍSICA EXERCÍCIO 4 AVALIAR A CURVA DE UM METAL BASE PARA FERRO FUNDIDO CINZENTO E TOMAR AS AÇÕES NECESSÁRIAS METALURGIA FÍSICA EXERCÍCIO 5 O QUE OCORRERÁ SE LIBERAR O METAL PARA VAZAMENTO COM A APRESENTAÇÃO DOS DADOS DA CURVA APRESENTADA