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NUCLEAÇÃO DA GRAFITA

Solidificação dos Ferros Fundidos

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▪É um cristal hexagonal compacto, composto por empilhamentos de monocamadas hexagonais, chamadas grafeno.

▪Possui forte ligação covalente no plano das camadas e fraca ligação de Van de Valls entre as camadas

▪Cada camada é uma placa, em duas dimensões, na qual os átomos podem facilmente ser agregados na direção A, possuindo pouca probabilidade de serem agregados na direção C.

▪O plano preferencial de crescimento é o A, produzindo uma plaqueta.

Reticulado Cristalino da Grafita


C0 = 6,71 Ǻ; ao = 2,46 Ǻ ; b0 = 4,28 Ǻ

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▪A nucleação da grafita ocorre de forma heterogênea, sob substratos compatíveis com sua cristalografia.

▪ Industrialmente estes substratos são introduzidos no banho via inoculação.

▪Os inoculantes são ligas Fe-Si, contendo ainda outros elementos como Ca, Al, Ba, Sr, Zr, Ce.

Nucleação da Grafita


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!▪A adição de silício cria no banho zonas hipereutéticas ricas em silício. Nestas zonas há uma maior tendência de precipitação do carbono, baixando também a solubilidade de outros elementos como Ca.

▪Nestas zonas enriquecidas em silício formam-se gotículas de cálcio metálico que reage com o carbono dissolvido do banho gerando CaC2.

▪Esta reação só é possível dentro destas zonas devido à baixa atividade de oxigênio e enxofre causada pelos altos teores de silício, que permite que o cálcio combine-se preferencialmente com o carbono ao invés de combinar-se com o oxigênio ou enxofre.

Nucleação da Grafita a partir de CaC2


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▪Devido à alta compatibilidade cristalográfica entre os reticulados da grafita e do CaC2, é possível o crescimento epitaxial da grafita a partir do reticulado do CaC2, reduzindo com isso a necessidade da criação de energia de interface.

▪Devido à alta temperatura, os íons C22- rotacionam

livremente ao redor de seu centro de gravidade.

▪Como a distância entre os átomos de carbono no reticulado da grafita é a mesma dos átomos de carbono nos íons C2

2-, basta que estes se alinhem formando o início do plano basal do cristal de grafita.

▪Este fenômeno ocorre ou por difusão de íons C22- do

cristal de CaC2 ou pela adição de moléculas C2 provenientes do banho. Uma vez formado, o cristal de grafita cresce rapidamente.

Nucleação a partir de partículas de CaC2


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▪Se estas partículas de CaC2 migrarem para outras zonas do banho com teores normais de enxofre e oxigênio, estes carbetos seriam reduzidos a CaO ou CaS, que são compostos termodinamicamente mais estáveis, mas não efetivos para a nucleação da grafita.

▪Este fenômeno de dissolução das partículas de CaC2 pode explicar a razão da perda de eficiência dos inoculantes no banho com o passar do tempo (fading).

Nucleação a partir de partículas de CaC2


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▪Outros estudos apontam os óxidos, mais notadamente a sílica, como partículas nucleantes para a grafita.

▪As partículas de sílica são provenientes do ferro gusa, do retorno de fundição e também são formadas durante o processo de fusão, principalmente nos fornos cubilô, devido à sua atmosfera fortemente oxidante.

▪A teoria corrente afirmam que o real papel da sílica é o de “ativar” partículas de óxidos ou sulfetos pré-existentes no banho, para que sirvam como núcleos efetivos para a nucleação da grafita.

▪O mecanismo seria:

- 1 - nucleação homogênea de CaO ou Al2O3;

!- 2 - formação de sílica sobre estas partículas de óxidos;

!- 3 - nucleação da grafita sobre a camada de sílica formada.

Nucleação da Grafita a partir de óxidos


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▪A nucleação homogênea de CaO e Al2O3 seria possível porque a energia livre para a nucleação homogênea de uma partícula esférica de raio critico corresponde respectivamente a apenas 0,54 e 2,5%, da energia livre para a formação do composto a 1.427 oC.

▪Ou seja, a nucleação homogênea destes óxidos é possível porque o acréscimo em energia livre total para que uma part ícu la destes óx idos se forme homogeneamente é muito pequeno.

▪Já no caso de SiO2 , a energia livre para a nucleação homogênea de uma partícula corresponde a 42,2% da energia livre para a formação do composto a 1.427oC, o que inviabiliza esta forma de nucleação.

Nucleação da grafita a partir de óxidos


Propriedade CaO Al SiO

-Δ 1,8 14,3 82,1

-Δ 334,4 571,1 394,5

Obs:

-ΔGcrit

esférica com o raio crítico necessário para a nucleação homogênea.

-ΔGΦ – corresponde a reação de Al e Si dissolvido e Ca vapor com

oxigênio dissolvido no banho.

Gadd et all

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▪ No entanto, apesar dos óxidos Al2O3 e CaO formarem-se homogeneamente no banho, o desarranjo entre os reticulados da grafita e destes óxidos é muito grande para permitir a nucleação da grafita sobre estas partículas.

▪Pelos dados de parâmetro de rede de alguns elementos e o da grafita, vemos que a nucleação da grafita seria possível sobre a sílica, já que o desarranjo entre o reticulado da sílica - eixo tetragonal maior da cristobalita, e o da grafita – eixo c do cristal hexagonal da grafita, é de apenas 3%.

Nucleação da grafita a partir de óxidos


SubstânciaDensidade

(g/cm

Parâmetros de Rede Temp. de

Sistema Tamanho (nM)

Al 2,4 -- -- -- -- 660

Al 2,9 Hexagonal 0,78 0,16 2040

3.Al 3,2 Ortorrômbico 0,75 0,77 0,29 1850

Al -- Ortorrômbico 0,75 0,76 0,29 1810

Ca 1,6 -- -- -- -- 839

CaO 3,3 Cúbico 0,48 2570

2CaO. SiO 3,7 Hexagonal 0,72 0,55 2130

CaO. SiO 2,9 -- 1544

CaS 2,2 Cúbico 0,57 2530

SiO 2,3 Tetragonal 0,50 0,69 1723

SiO 2,3 Hexagonal 0,82 0,50 1670

Grafita 2,5 Hexagonal 0,67 0,26 3700

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▪Alguns pesquisadores (Riposan et al) relataram que mais de 90% das inclusões identificadas como núcleos efetivos para a nucleação da grafita eram compostas de sulfetos complexos do tipo (Mn,X)S, onde X = Fe, Al, O, Si, Ca ou Ti.

!▪ Estes sulfetos complexos de manganês atuariam não como partículas nucleantes, mas sim como ativadores de inclusões pré-existentes no banho. ▪A relação estequiométrica entre o manganês e o enxofre do banho para a formação do sulfeto de manganês MnS é dada pela seguinte equação[44]: ▪%Mn = 1,7%S ▪E a expressão: ▪%Mn = 1,7%S + 0,3 ▪dá o teor de manganês necessário para garantir que todo o enxofre presente esteja combinado como sulfeto de manganês[55].

Nucleação da Grafita a partir de sulfetos


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Estágios da Nucleação da Grafita: ▪Formação de microinclusões: óxidos resultantes da reação de elementos forte formadores de óxidos estáveis como Si, Mn, Al, Ti com o oxigênio.

!▪Nucleação de (Mn,X)S sobre estas microinclusões. (Em banhos inoculados forma-se uma camada de sílica sobre a superfície do sulfeto).

!▪Nucleação da grafita sobre o composto (Mn,X)S.

Nucleação da Grafita a partir de sulfetos


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▪Como o parâmetro de rede dos sulfetos compostos está entre os parâmetros de rede do MnS e do CeS e SrS, situando-se mais próximos destes últimos, pode-se dizer que os sulfetos complexos do tipo (Mn, X)S são muito mais efetivos para a nucleação da grafita do que os sulfetos simples MnS.

▪Portanto, se a concentração de manganês no banho for alta, maior será a relação Mn/S nas partículas de (Mn,X)S diminuindo a compatibilidade cristalográfica deste composto em relação à grafita.

▪Desta maneira, conclui-se que a eficiência de nucleação não é controlada somente pelo nível de enxofre do banho, mas também pela relação deste elemento com o manganês.

▪A relação estequiométrica entre o manganês e o enxofre do banho para a formação do sulfeto de manganês MnS é dada pela seguinte equação: - %Mn = 1,7%S

▪E a expressão: - %Mn = 1,7%S + 0,3

▪Dá o teor de manganês necessário para garantir que todo o enxofre presente esteja combinado como sulfeto de manganês.

Nucleação da grafita partir de sulfetos


Grafita / MnS

Grafita / (MnX)S

Grafita / CeS

Grafita / SrS

Desarranjo do

Reticulado a 1.149ºC

-12,1% ? -2,9% +1,3%

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▪ Influência do S e do Mn isoladamente no número de células eutéticas em ferro cinzento hipoeutético.



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▪O número de células eutéticas aumenta conforme aumento o teor de enxofre até 0,041%S

▪De 0,041 a 0,12% o número de células eutéticas é estável e ocorre uma queda no nível de coquilhamento do material

▪Acima de 0,12%, aumenta o nível de coquilhamento apesar do aumento do número de células eutéticas



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▪O menor super-resfriamento para a solidificação ocorre para uma relação Mn/S de 12,3.

▪O super-resfriamento para a solidificação aumenta tanto para valores maiores quanto para valores menores do que este

▪Há uma relação ótima entre os teores de manganês e enxofre fora da qual as propriedades do material são prejudicadas.



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▪Goodrich afirma que este efeito controverso do enxofre – ou da relação Mn / S nas propriedades mecânicas dos ferros fundidos deve-se ao instante em que ocorre a precipitação dos sulfetos d e m a n g a n ê s d u r a n t e a solidificação do material.

▪Segundo o autor, para se obter o m á x i m o e m p r o p r i e d a d e s mecânicas, os su l fetos de manganês devem se formar em conjunto com o eutético.

▪Em banhos onde a relação Mn/S é tal que ocorre a precipitação de s u l f e t o s d e m a n g a n ê s anteriormente ao início da sol idif icação, a resistência mecânica é sensivelmente menor.



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▪Queda no limite de resistência conforme aumenta o teor de enxofre e a relação Mn/S

▪Variação do limite de resistência conforme o teor de manganês aproxima-se do estequiométrico



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▪Um valor negativo no eixo horizontal indica que o teor de enxofre de equilíbrio, calculado para um determinado teor de manganês, é maior do que o enxofre real. Isto significa que todo o enxofre está em solução no inicio da solidificação.

▪Conforme aumenta o teor de manganês, o teor de enxofre de equilíbrio é diminuído e a diferença entre o valor de enxofre real e o de equilíbrio é reduzida.

▪Esta diferença se torna nula quando é adicionado suficiente manganês para iniciar a precipitação do sulfeto.

▪ Adicionando-se mais manganês, esta diferença atinge valores positivos.

▪Conforme esta diferença se aproxima do zero, o limite de resistência cai drasticamente.



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▪A composição dos núcleos formadores de grafita nos ferros fundidos nodulares é influenciada pelo tratamento de nodulização.

▪Este tratamento promove a formação de um grande número de microinclusões que podem servir como núcleos ativos para a formação da grafita.

Nucleação da Grafita em Ferros Fundidos Nodulares


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▪Durante a nodularização, um grande número de micro inclusões é formado, sendo o centro composto por sulfetos e a periferia composta por silicatos complexos de Mg.

▪Estas micro inclusões não possuem boa concordância com o reticulado da grafita, não atuando como núcleos efetivos.

▪A inoculação posterior com inoculantes contendo Ca, Ba ou Sr, altera a superfície destas micropartículas (silicato de Mg), formando uma nova camada de silicatos complexos de Ca, Sr ou Ba.

▪O reticulado cristalino hexagonal destes silicatos tem boa concordância com o reticulado da grafita, promovendo a sua formação.



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▪A graf ita eutét ica pode crescer e p i t a x i a l m e n t e a p a r t i r d a s extremidades da grafita tipo “kish”, a partir de regiões da lamela onde a extremidade do plano basal do cristal de grafita está exposta.

▪Muitos experimentos também apontam que o grafite (carburante) é um potente nuclear da grafita em ferros cinzentos.

▪Faltam evidências experimentais diretas pela dificuldade de distinguir o núcleo de grafite da grafita eutética.

Nucleação a partir de Partículas de Grafite


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▪O termo hereditariedade decorre dos diferentes resultados de microestrutura obtidos de banhos com a mesma composição química, mas fundidos com diferentes cargas e com diferentes históricos térmicos.

▪Por exemplo, sabe-se que a utilização de ferro gusa nas cargas causa um aumento do potencial de nucleação do banho.

▪Isto decorre de que partículas de grafita ou grafitas tipo “kish”, oriundas do ferro gusa, permanecem no ferro líquido gerando núcleos para a formação do eutético

Hereditariedade


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▪Banhos obtidos a partir de fornos cubilô apresentam maior potencial de nucleação do que banhos obtidos em fornos a indução.

▪ Isto decorre principalmente devido ao contato prolongado do metal líquido com o coque no interior do cadinho, com o refratário de sílica e ao maior teor de oxigênio deste metal.

!!!!▪Assumindo que durante o resfriamento dos banhos de ferros fundidos, o oxigênio combina-se como o silício formando sílica, podemos correlacionar este maior teor de oxigênio com um maior potencial de nucleação


FusãoOxigênio total,

em ppm

Nitrogênio total,

em ppm

Cubilô: 3,30%C; 1,52%Si 50-56 81,7-85

Indução: 3,06%C; 1,68%Si 8,2-9,9 24-28,6

Hereditariedade

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▪Na indústria, é comum que os parâmetros de processo como composição química, temperatura de vazamento e porcentagem de inoculação sejam fixos para a fabricação de peças fundidas.

▪portanto, todas as peças fundidas com os mesmos parâmetros de processo deveriam apresentar as mesmas características.

▪No entanto, muitas vezes é observado que peças fundidas na segunda-feira, a partir de banhos que ficaram repousando em forno a indução durante o fim de semana costumam apresentar baixa resistência mecânica.

▪Ao mesmo tempo, peças fundidas diretamente de metal elaborado em forno cubilô tendem a apresentar maior incidência de rechupe.

▪Muitas vezes também, ocorre a incidência de carbonetos nas peças fundidas, sem que haja razão aparente.

Superaquecimento


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▪Estes defeitos têm como possível causa, dentre outras, o excesso ou falta de núcleos para a formação da grafita no banho.

▪Como a inoculação é fixa, variações do potencial de nucleação dos banhos podem acarretar que uma mesma quantidade de inoculante utilizada seja ou excessiva ou insuficiente para a obtenção de um bom fundido.

▪A fonte desta variação no potencial de nucleação do banho é a variação nos materiais de carga utilizados e no histórico térmico do banho.

▪Uma das formas de controlar o potencial de nucleação de um banho de ferro fundido é através do tratamento de superaquecimento.

Superaquecimento


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▪O tratamento de superaquecimento consiste em se manter o banho por um certo tempo em temperaturas entre 1.460ºC e 1.510ºC, visando a redução no seu potencial de nucleação.

▪Esta redução no potencial de nucleação do banho objetiva eliminar as suas flutuações devido às diferentes composições das cargas e históricos térmicos.

▪Assim, homogeneíza-se o potencial de nucleação dos banhos obtidos com diferentes cargas e transfere-se totalmente a responsabilidade de se obter um metal bem nucleado para o processo de inoculação.

▪A principal reação envolvida no tratamento de superaquecimento é a redução da sílica pelo carbono dissolvido do banho. Esta reação é descrita como:

▪<SiO2> + 2 C = Si + 2 (CO)

Superaquecimento


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47,15486.27

log , +−

=T

K CSi ( T em Kelvin ).

2, %%

CSiK CSi =

▪ aSiO2 = 1 ;

▪ pCO = constante = 1;

▪ hSi = %Si e

▪ hC = %C

<SiO2> + 2 C = Si + 2 (CO)A d e f i n i ç ã o d a t e m p e r a t u r a d e superaquecimento mais adequada é dada pela temperatura de equilíbrio da reação de redução da sílica pelo carbono dissolvido no banho

sem levar em conta a interação entre os elementos:

Superaquecimento

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<SiO2> + 2 C = Si + 2 (CO)


47,15486.27

log , +−

=T

K CSi ( T em Kelvin ).

2, %%

CSiK CSi =

▪ aSiO2 = 1 ;

▪ pCO = constante = 1;

▪ hSi = %Si e

▪ hC = %C

log aC = 1180/T – 0,87 +(2540/T + 3,48)NC – (1270/T + 1,74)N2C + log NC +

(1423/T + 4,76)Nsi – (153/T + 3,02)N2Si – (1423/T + 4,76)NCNSi

log aSi = - 6863/T + 0.914 + (306/T + 6,04)Nsi – (153/T + 3.02)N2Si + log NSi +

(1423/T + 4,76)NC – (1270/T + 1,74)N2C – (1423/T + 4,76)NCNSi

%C %Si Teq. s/inter

(T

T eq c/inter. Neumann (T Diferença

0,4 0,3 1.535 1.550 15

3,3 2,0 1.423 1.380 43

Superaquecimento

Levando em conta a interação entre os elementos

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Variação do teor de oxigênio com a temperatura do banho.

OBS: a descarburação do banho e a perda de oxigênio iniciam a uma temperatura 50o C acima da temperatura de equilíbrio da reação 1

(a)Aumento do teor de SiO2 para banhos com temperatura 70oC menor que a temperatura de equilíbrio e

(b) Diminuição do teor de SiO2 para banho com temperatura 80oC acima da de equilíbrio


Superaquecimento

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▪ Isto indica que existem dificuldades cinéticas para a nucleação das bolhas de CO, ou seja existe a dificuldade para o oxigênio estabelecer equilíbrio com o carbono.

▪ Isto requer que, para que ocorra a evolução do CO, a pressão de equilíbrio pCO deve ser maior do que 1 atmosfera .

▪Exemplo: para um banho de 1m de profundidade, pCO > 2m.

▪Comportamento do teor de oxigênio de acordo com o tempo e a temperatura de superaquecimento


pCO = pA + φbanho . h + (2 . σFe/r)

pA = pressão atmosférica - atm

φbanho = peso específico do banho - 6,8 g/cm3 para o ferro fundido;

h = altura do banho, m;

σFe = tensão superficial do banho - 1600 erg/cm2 para um banho de ferro.

r = raio da bolha, cm

Superaquecimento

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pCO = pA + φbanho . h + (2 . σFe/r)

pA = pressão atmosférica - atm

φbanho = peso específico do banho - 6,8 g/cm3 para o ferro fundido;

h = altura do banho, m;

σFe = tensão superficial do banho - 1600 erg/cm2 para um banho de ferro.

r = raio da bolha, cm

Superaquecimento

Temperaturas de superaquecimento recomendadas de acordo com o teor de carbono, silício e pressão de CO

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Devido a esse atraso na evolução do CO, o oxigênio continua em equilíbrio com o silício até que ocorra a formação das bolhas de CO.


Valores de oxigênio medidos e as curvas de equilíbrio Si-O e C-O de um banho com 3,4%C e 2,55%Si fundido em um cadinho de MgO sob atmosfera de argônio

PropriedadesRecém

fundido a 1.350ºC

Mantido a 1.350°C por 30min..

Após superaq. a 1.550ºC por 30 min..

Após novo resf. e mantido a 1.350ºC

por 30 min..

O em ppm 14 ppm 13 ppm 7 ppm 15 ppm

Células Eut. 104 cel/ cm 118 cel/ cm 32 cel/ cm 69 cel/ cm

Prof. Coq. 11,7 mm 12,3 mm 31,4 mm 19 mm

grafita de super-resfriam.

67% 60% 96% 92%

Tempertura de Equilíbrio = 1.413

Superaquecimento

<SiO2> + 2 C = Si + 2 (CO)

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▪Pode-se definir a inoculação como a adição ao banho de certas ligas de silício com o objetivo de promover alterações na distribuição da grafita, melhorar as propriedades mecânicas e reduzir a tendência ao coquilhamento. Sendo que estas alterações não podem ser explicadas em termos de alteração de composição química.

▪É de conhecimento que dois banhos de ferro fundido com a mesma composição química podem ter microestruturas e propriedades dramaticamente diferentes se um for inoculado e o outro não.

▪os métodos mais utilizados de adição de inoculantes no ferro líquido são: adição na panela, durante seu enchimento; adição no jato de metal líquido durante seu preenchimento no molde e ainda adição via briquetes de inoculantes, posicionados no sistema de canais, dentro dos moldes.

O processo de inoculação


12

Time

Nucleation Sites

Fading of Inoculation = Coarsening of InclusionsFading of Inoculation = Coarsening of Inclusions

OstwaldOstwald - Ripening - Effect - Ripening - Effect

Figure 9: Fading of inoculation described as a coarsening phenomenon causingreduction in the number density of potential nucleation sites.

Figure 10: Calculated reduction in number density of micro-inclusions as afunction of holding time after inoculation. (1)

In-stream

444

333

Transfer Ladle

Position 1 2 3 4

Addition rate [wt%] 0.3 – 1.0 0.3 – 0.5 0.05 – 0.2 0.04 – 0.2Sizing [mm] 0.5 – 15 0.5 – 10 0.2 – 1 0.5 – 5

Examples:Examples:

Pouring Ladle

222

111

Figure 11: Schematic representation of different methods for inoculant addition tothe transfer ladle, pouring ladle or mould.

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▪ Inoculação na Panela: granulometria do inoculante de 2 a 8 mm



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▪ Inoculação no Jato: granulometria de 0,2 a 0,8 mm



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Inoculação via briquete

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Adição de Inoculante via Arame Recheado

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Stable-to-Metastable (Gray-to-White) transition


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▪A inoculação promove a formação dos nódulos de grafita, aumentando sua nodularidade para um mesmo valor de Mg.

▪Portanto, um eficiente processo de inoculação pode ajudar a reduzir o teor de Mg necessário para se obter u m f e r r o n o d u l a r c o m microestrutura adequada.

▪Além disso, uma inoculação eficiente reduz a formação de inclusões intercelulares, o que c a u s a u m a m e l h o r a n a s propriedades mecânicas do material



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▪Fading: perda gradual de eficiência do inoculante com o passar do tempo.

▪Efe i to Ostwald R ipen ing: ocorre a coalescência e o crescimento das micro inclusões que perdem sua efetividade com núcleos para a grafita.

O processo de inoculação: fading


▪A força motriz para este fenômeno é a redução da área específica das inclusões, reduzindo a energia total do sistema.

▪A taxa de fading da inoculação está diretamente relacionada à taxa de difusão dos elementos reativos no metal líquido.

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Fading dos inoculantes

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1. A relação Mn:S deve ser mantida no mesmo nível durante a produção, e %S > 0,05%

2. Deve haver um certo valor de oxigênio no banho para promover a formação de óxidos.

3. Utilizar um inoculante com composição e granulometria adequada.

4. O tempo entre a última inoculação e o vazamento deve ser o menor possível para evitar o fading.

5. Teor de alumínio residual deve ficar entre 0,005 a 0,01% para efetividade da nucleação.

Inoculação de Ferros Fundidos Cinzentos


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1. A reatividade da adição de Mg deve ser minimizada.

2. Deve haver um certo valor de oxigênio no banho para promover a formação de óxidos.

3. O teor de enxofre ser baixo e constante (recomendado: 0,005 a 0,015%).

4. Utilizar um inoculante com composição e granulometria adequada.

5. O tempo entre a última inoculação e o vazamento deve ser o menor possível para evitar o fading.

Inoculação de Ferros Fundidos Nodulares


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▪Ferros Fundidos Cinzentos: solidificação caracterizada pela formação de uma casca sólida na interface metal/molde, seguida do desenvolvimento de células eutéticas na frente de solidificação.

▪a formação e consequente expansão da grafita compensa a contração líquida, desde que ela ocorra dentro de uma casca rígida, como é característica de ferros cinzentos mal inoculados.

▪Se o modo de solidificação for alterado, e esta casca rígida não se formar na interface metal/molde no início da solidificação, as paredes do molde ficam diretamente expostas à pressão ferrostática.

▪Se as paredes do molde cederem à pressão ferrostática realizada pelo líquido remanescente e este aumento do volume da cavidade do molde se tornar muito alto para ser compensado pela precipitação da grafita no final da solidificação, pode ocorrer rechupe.

Efeito da inoculação na sanidade das peças


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▪Os ferros fundidos nodulares p o s s u e m m o d o d e solidificação semelhante à um ferro fundido cinzento super inoculado.

▪Neste caso, é interessante que haja precipitação de grafita nos últimos estágios da solidificação, de modo que a expansão desta grafite compense a contração do líquido interdendrítico.



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Formação de Pinholes de Hidrogênio


São causados pela evolução de h i d r o g ê n i o g a s o s o , s e n d o comumente atr ibuídos à um excesso de alumínio e/ou titânio no banho:

μ

σ

σ

2Al + H2O ----> Al2O3 + 6H

Cdissolved + 2H2 ➝ CH4 CH4 ➝ Cgraphite + 2H2

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Ferros fundidos cinzentos são mais suscetíveis à pinholes devido à sua menor tensão superficial.


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!O alumínio reduz a tensão superficial do ferro líquido uma das possíveis conseqüências pode ser a formação do defeito de pinholes.

Faixa crítica para ocorrências do defeito:

• Ferros Fundidos Nodulares: 0,05% - 0,2%

• Ferros Fundidos Cinzentos: 0,008% - 0,2%

Acima de 0,2% a suscetibilidade à formação de pinholes diminui de acordo com o aumento da tensão superficial (aumenta formação de escória).

Deve-se lembrar também que quanto maior a temperatura, menor a tensão superficial.

!


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• Titânio pode exercer um efeito semelhante ao alumínio, apesar de estar presente em menores teores. !


μ

➝

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• Titânio pode exercer um efeito semelhante ao alumínio, apesar de estar presente em menores teores. !

• Titânio e alumínio tem efeito sinergético e portanto, ambos devem ser controlados. !

• Um teor residual de Ti mais alto, reduz drasticamente o teor tolerável de Al para não ocorrência do defeito.


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