Pós 4-Elementos LIGA

8/12/2019 Ps 4-Elementos LIGA

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ELEMENTOS DE LIGA

1Ferro Fundido Cinzento


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FC deQualidade: CE,fluidez,contrao,rechupe e

posibilidade de fornar grafita D e . Elementos de liga facilitam odas Propriedades

Diminuir as variaes de propriedades devido asensibilidade de seo;

Diminuir o feito da variao das prticas de fuso;

Atingir um conjunto de propriedades impossveis deatingir com um material no ligado.



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No deve prejudicar a usinabilidade

No deve promover carbonetos

Cu, Sn, Sb, Ni:no so formadores decarbonetos

Elementos de liga:

Grafitizantes- C, Si, Al, Ni, Cu, Ti

EstabilizadoresMn, Cr, Mo, V

(coquilhamento)

Trabalhar em conjunto para reduzir o

coquilhamento ( neutralizar) Mais usados: Cr, Mo, Cu, Ni

Quanto maior LR do ferro base, maior efeito

do elemento de liga


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Escolha dos elementos de liga

Depender de sua eficcia nas propriedades,

do seu efeitos colaterais benficos ouindesejveis,

do custo e disponibilidade,

da condio de adio na fundio. Deve-se conhecer a procedncia da matria

prima, ao adicionar Cu este realmente deve

ser puro, nunca contaminado com Pb.


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Escolha dos elementos de liga

Quando adicionado na panela no deve ocasionargrandes perdas de temperaturas.

+ 0,5%Mo na forma de FeMo provoca perda detemperatura de 5C,

+0,5%Cr na forma de FeCrC(alto) provoca perda

de temperatura de 12C. Cuidar quando adiciona um elemento muito eficaz,

pois adicionado em pequenas propores:

Ao adicionar 250-500g Sn em 1500Kg, cuidar para

no ter perda mecnica ou que fique preso naescria pois no ser obtida a perlitizaodesejada.


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Associaes de ligas teis.

A combinao de elementos de liga multiplica oefeito sinrgico dos efeitos benficos e no aditivos,

resultando em uma adio eficiente e menosonerosa.

O efeito grafitizante de um elemento neutraliza oefeito estabilizador de outro

Geralmente so associados dois elementosdiferentes, necessitando de uma superviso maiseficiente.

Na teoria h varias combinaes, mas na prtica usa-se o bom senso, pois somente algumas sorealmente teis.


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Cr e V so um perigo, facilmente podem coquilhar.

Outros elementos que provocam coquilhamento so oN, B, Ti, As, Zn, Bi e Pb


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Cu


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Sb e o Ti esto sendo usados

So muito poderosos ( +% econmico).

Facilmente podem ser adicionado em excesso

Provocam efeitos colaterais perigosos, no sendo recomendado o uso de uma

forma geral.

Quando for utilizado deve-se ter uma extremacautela e controle minucioso.

El t d li t i


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Maioria perlitizante,

Mecanismo pelo o qual interfere na matriz diferenciado,

Diminuem o espaamento interlamelar

na dureza e resistncia ao desgaste.

Os elementos Cr, Mn, Mo, e V so dissolvidosna cementita da perlita estabilizando-a, o Cr eMn so mais eficazes.

Elementos de liga x matriz


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Efeito reforador,

Os elementos de liga de forma geral elevam adureza por soluo slida a ferrita

Tambm refinam a perlita

Isto

eleva a resistncia do fundido, resultando em material com menor alongamento,

menor resistncia ao impacto

e maior temperatura de transio dctil frgil.

No caso de FC adio de elementos de ligasobre a fragilidade no problema.


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Efeito perlitizante


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Mecanismo pelo quais os elementos

perlitizantes funcionam so:

Inibio da precipitao do C sobre as lamelas

de grafita: Cu, Sn, Sb, S, As.

So efetivos em teores muito baixos, quando

adicionado em teores excessivos podem

fragilizar.Eliminam ferrita, mas no tem efeito

adicional em ferro fundido perltico,

So tambm efetivos como estabilizadores

da perlita, evitam sua dissoluo durante o

resfriamento de peas grossas ou no uso

em temperaturas altas.


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Mecanismo pelo quais os elementos

perlitizantes funcionam so:

Diminuio da temperatura da reao eutetide:

Cu, Mn, Ni.Diminuio da atividade do C na austenita

(formadores de carbonetos): Cr, V, Mn.

Temperabilidade(reduo da temperatura

efetiva): V, Mo, Cr, Cu, Mn.

O efeito na temperabilidade diminudo quando

forma-se carboneto,

somente o elemento de liga em soluo capazde retardar a transformao da austenita em

ferrita e perlita resultando em estrutura

constituda por bainita e martensita.


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Maior efeito dos elementos de liga nos FF:

tendncia ao coquilhamento,

onde so classificados em :grafitizantes e

promotores de carbonetos.

Quanto maior %C menor o efeito doestabilizador,

Quanto mais grossa for a pea maior o efeitodo estabilizador ( segregao).

i f i


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Ni e Mo tem efeitos,

Cr e V so um perigo, facilmente podem coquilhar.

Outros elementos que provocam coquilhamento so

o N, B, Ti, As, Zn, Bi e Pb

E t h (S ) 0 02 0 10%


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Estanho (Sn)0,02 a 0,10%


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Efeito do Sn no LR do FC-200


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Efeito do Sn na dureza do FC-200

I ibi d i i d C b G fi


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Inibio da precipitao do C sobre a Grafita

Sn

.02% .04% .06% .08% .10%

Em material

base perltico, oefeito do Sn

desprezvel.


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Inibio da precipitao do C sobre a Grafita

SbTeores utilizados:

Sb : 0,02 a 0,06%

2 a 4 X mais efetivo que Sn

Efetivo na eliminao de ferrita

associada a Gr de SR (B e D)

Estabiliza Perlita em uso a altas

temperaturas (at 700C)utilizado como pintura em

machos , contra casca ferrtica

efeito fragilizante similar ao do

Sn


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Sb Ti t d d


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Sb e o Ti esto sendo usados

So muito poderosos ( +% econmico).

Facilmente podem ser adicionado emexcesso

Provocam efeitos colaterais perigosos,

no sendo recomendado o uso de umaforma geral.

Quando for utilizado deve-se ter umaextrema cautela e controle minucioso.


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Cobre (0,2 a 0,8%)

Caractersticas diferentes dos anteriores:

PERLITIZANTE SEGURO: no se registram efeitos

fragilizantes e tem ao grafitizante na solidificao;

atua tambm como refinador da perlita (principalmenteem combinao com Mo) e endurecedor da ferrita.



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Inibio da precipitao do C sobre agrafita

Cu

OBS:

material

base jera

perltico.


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N de clulas eutticas


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N de clulas eutticas. Cu e o Niefeito na FC perlitico.

efeito em FC ferrita + perlita.

Cu e Nicontrabalanam o efeitoestabilizador do Cr e Mo,.

+Cu e Ni possvel(um pouco)%Si,resultando nodevido a%CE eperlitizao mais acentuada.

Cu previne a formao de:carbonetos em seo finaferrita livre em sees grossas,a

sensibilidade a seo do FC


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FC perlitico o Cudurezarefino na perlita,ao desgaste

Sem o coquilhamentousinabilidade,no reduz a resistncia e a durezapoder at mesmo aumentar.

Molibdnio


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Molibdnio e a dureza da perlita, at mesmo em peas

grossas, evitando Mo de difcil oxidao,

prximo a 100% na fuso, este valor no serverdadeiro se ocorrer perdas mecnicas ou o FeMofique preso na escria.

Mo na refuso do retorno 100%recuperado $, eficiente e econmico na produo de FC parapor adio na panela.

Forte tendncia a segregar, unindo-se a steaditaseu volume.

N de clulas eutticas. Menor efeito estabilizador do que Cr, V e W


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Mo

Fofo base j quase totalmente

perltico.

Mo o elemento mais efetivo

nesse caso

Atua refinando a Perlita, porefeito de temperabilidade:

a reao de decomposio da

austenita atrasada e ocorre

em baixas T.

0,25 0,50 0,75 1,0

350

315

280

2

80

245

210

LR

(Mpa)


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x


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Efeito do Mo no LR do FC em barras com diferentestamanhos


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Efeito do Mo na dureza de barras com diferentestamanhos


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Efeito do molibdnio no aumento das propriedadesde ferro fundido aquecido a 500C


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Cromo

Para no formar carbonetos no adicionar maisde 0,05%Cr, diminuindo a usinabilidade, esteefeito deve ser contrabalanado com umgrafitizante ( Cu, Ni)

Eleva a dureza e a resistncia ao desgaste, paraeste tipo de material caso seja tolerado apresena de carboneto ( pensando emusinabilidade) pode ser adicionado um teor

maior eleva o numero de clulas eutticas.


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Cr


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Nquel


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Nquel

l


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Nquel

Efeito do teor de Nquel necessrio para produzir ferritaacicular


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Ni

Vandio


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Vandio

consideravelmente o LR, dureza e a ao

desgaste. Forte estabilizadorusar o mnimo possvelpara no coquilhar ou ter problemas deusinagem

Carboneto estvel rico em V, + de elementosgrafitizantes ou revenido no so capazes

de eliminar todos os carbonetos

Usoabraso sendo tolerado carboneto. Na fuso facilmente oxidvel, sendo seu

irregular, principalmente em panelas.


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Nitrogenio


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Nitrogenio

Efeito do N noLR do FC

Considerado residual at 0,002%, acima de 0,010% gera

gases,

pode ser neutralizado pelo Ti.O nitrognio reduz o nmero de clulas eutticas,

perlitizante e aumenta resistncia a trao, pois reduz o

efeito de entalhe da grafita.

Titnio


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Remove N,

Elimina porosidade e Promove a formao de grafita D ( ferritico),

Reduz dureza e a resistncia a trao,

Reduz o tamanho da grafita e o numero decelulas eutticas.

Nucleante da austenita

Eleva o SR euttico, sendo que este efeitodiminui aps certa concentrao ( quantomaior %CE menor o efeito no SR).

Titnio


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A eficincia do Ti varia com o CE sendo mais eficaz


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A eficincia do Ti varia com o CE, sendo mais eficazpara CE4,4%

0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

CE = 4,44

CE = 4,50

r

esistnciaatrao(Mpa)

Ti (%)

TiCN ( varia a composio) so bem


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( p )angulares, prximos a interfaceperlita/ferrita.

+ Ti

0 a 0,10%

N solvel de 0,003%para 0,0009%, %Ti praticamente fica inalterado. %N insolvelforma compostos TiCN,

TiC. No caso%Mn pode formas TiS. Tiao desgaste de peas do sistemade

freio e LR. %TiLR com rapidez de 0,05 para

0,075%, alem disto sobe mais lentamente.Entretanto este efeito depende da %CE

Usinabilidade


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Usinabilidade

Compostos Ti3200HV ou mais,

dificulta a usinabilidade. Retifica rebolos de Al2O3/SiC:

%Ti de 0,65 para 0,87%Ti

o avano diminui pela metade. FeTi70% em panela pode criar incrustaes

na panela, solucionada com fluxo a base de

Ca e tambm evita a oxitao do Ti.

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