Desoxidacao do Aço
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12/03/2014 1 DESOXIDAÇÃO DO AÇO - FORNO A ARCO OU INDUÇÃO Prof. Guido Warmling [email protected] Março 2014 FUNDIÇÃO DE AÇO Fusão em forno a arco ou indução • A desoxidação tem como função básica a redução da quantidade de oxigênio dissolvido nos aços antes do vazamento nos moldes e da solidificação; • Durante a solidificação ocorre a redução da solubilidade do oxigênio nos aços, promovendo a geração de bolhas de CO que permanecem nas peças fundidas na forma de porosidades; • O procedimento de desoxidação ocorre essencialmente durante o vazamento do metal dos fornos para as panelas de vazamento; Desoxidação
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Desoxidacao do Aco
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12/03/2014
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DESOXIDAÇÃO DO AÇO -
FORNO A ARCO OU INDUÇÃO
Prof. Guido Warmling
Março 2014
FUNDIÇÃO DE AÇO Fusão em forno a arco ou indução
• A desoxidação tem como função básica a redução da
quantidade de oxigênio dissolvido nos aços antes do
vazamento nos moldes e da solidificação;
• Durante a solidificação ocorre a redução da solubilidade
do oxigênio nos aços, promovendo a geração de bolhas de
CO que permanecem nas peças fundidas na forma de
porosidades;
• O procedimento de desoxidação ocorre essencialmente
durante o vazamento do metal dos fornos para as panelas
de vazamento;
Desoxidação
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FUNDIÇÃO DE AÇO Fusão em forno a arco ou indução
Existe a possibilidade de formação de porosidades de CO em
aços sem adição de Al na desoxidação
Desoxidação
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Corpo-de-prova para avaliação do nível de gases em aço:
antes após desoxidação com Al
Desoxidação
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• O Alumínio é o principal elemento desoxidante utilizado em
aços devido ao seu baixo custo e elevada eficiência de
desoxidação.
• A desoxidação com Al apresenta dois problemas
importantes:
1. A geração de inclusões de Al2O3 que prejudicam a
fluidez, a ductilidade e a usinabilidade do aço fundido;
2. Tendência à segregação do alumínio residual para
contornos de grãos podendo gerar a precipitação de nitretos
de alumínio que fragilizam o aço.
Desoxidação
FUNDIÇÃO DE AÇO Fusão em forno a arco ou indução
Cinética de desoxidação com Al
Desoxidação
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FUNDIÇÃO DE AÇO Fusão em forno a arco ou indução
Para contornar os efeitos deletérios da Desoxidação com Al,
normalmente adota-se a técnica de desoxidação múltipla, ou
seja, faz-se uma desoxidação prévia com Si (fornos de
indução) ou Mn+Si (fornos elétricos a arco), para em
seguida adicionar o Al.
Desoxidação
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Estabilidade de formação dos óxidos em Fe a 1600°C
(Diagrama de Ellinghan)
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Desoxidação
• A determinação da quantidade de Al residual nos aços é
extremamente importante para, de um lado, minimizar a
possibilidade de formação de nitretos de Al e, de outro lado,
estabelecer um mínimo de Al residual no aço para evitar
problemas de reoxidação durante o vazamento;
• Entretanto, esta determinação da quantidade de Al residual é
complicada em fornos elétricos a arco, devido à presença de
porções de escória que passam do forno para a panela, ou seja, o
consumo de Al será tanto maior quanto maior for a quantidade
de escória vazada do forno para a panela.
Teor de Al residual
FUNDIÇÃO DE AÇO Fusão em forno a arco ou indução
Desoxidação
Teor de Al residual
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FUNDIÇÃO DE AÇO Fusão em forno a arco ou indução
Desoxidação
• Assim, quando grandes porções de escória passam do
forno para a panela, aumenta o consumo de Al, reduzindo
o Al residual e aumentando a possibilidade de problemas
de reoxidação.
• Quando pequenas porções de escória vazam para a
panela, o teor de Al residual aumenta e aumentando a
possibilidade de precipitação de nitretos de Al durante a
solidificação.
Teor de Al residual
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Desoxidação
Visando melhorar o controle do teor de Al residual, a melhor
técnica é a utilização de desoxidação com Al através da adição de
arame recheado:
Teor de Al residual
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Desoxidação
• Após a desoxidação com Al restam
pequenas inclusões sólidas de Al2O3
(2038°C) em suspensão no banho, que
prejudicam a fluidez, usinabilidade e
ductilidade do aço.
• Visando sua minimização, é feita uma
adição de Ca (na forma de CaSi ou
CaSiMn), formando aluminato de cálcio
líquido (1500°C) que coalescem e
flotam mais rapidamente.
Tratamento das inclusões com cálcio
(CaSi ou CaSiMn)
FUNDIÇÃO DE AÇO Fusão em forno a arco ou indução
Desoxidação
Com a adição de Ca
ocorre a modificação
das inclusões dos aços.
Tratamento das inclusões com cálcio
(CaSi ou CaSiMn)
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FUNDIÇÃO DE AÇO Fusão em forno a arco ou indução
Desoxidação
Agitação com argônio através de Plug-poroso no fundo da
panela de vazamento para homogeneização e facilitar a
flotação de inclusões.
FUNDIÇÃO DE AÇO Fusão em forno a arco ou indução
Desoxidação
1. Adição de FeSi – desoxidação parcial
(0,3 a 0,5% no forno);
2. Adição de Al – desoxidante principal
(0,05 a 0,10%);
3. Adição de FeSiZr ou FeTi – fixação de nitrogênio
(0,15 a 0,20%);
4. Adição de CaSi - controlar as inclusões de alumina e de
sulfetos (0,20%).
Resumo das técnicas:
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INCLUSÕES E SEU TRATAMENTO
FUNDIÇÃO DE AÇO
Com a adição de Ca
ocorre a modificação das
inclusões dos aços.
Tratamento das inclusões com Cálcio (CaSi ou CaSiMn)
Inclusões
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FUNDIÇÃO DE AÇO Inclusões
Sulfeto tipo II
Micrografia ampliada
Sulfeto tipoIII - Globular
Tipo I Sulfetos e silicatos
Globulares
Tipo II Sulfetos intergranulares
Tipo III CaS - Globulares
FUNDIÇÃO DE AÇO Inclusões
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FUNDIÇÃO DE AÇO Inclusões
Efeito da adição de Al (sulfeto tipo II) e de Al+Ca (sulfeto tipo III)
em aço de baixo C
