Efeito da composição química no desenvolvimento da estrutura martensítica no ferro fundido nodular no estado bruto de fundição

SIQUEIRA, Marcelo Luís

dc.creator	SIQUEIRA, Marcelo Luís
dc.date.issued	2022-02-23
dc.identifier.uri	https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3255
dc.description.abstract	Nodular cast iron is one of the most used ferrous materials by engineering currently, whether as components for the automotive industry, for the basic sanitation industry or for the component industries in general. One of the main raw materials for the production of cast iron is steel scrap. Currently, this raw material is collected from different generating sources and is composed of different types of steel with different chemical compositions. Many chemical elements present in steel scrap, even in small percentage concentrations, are undesirable in the production of cast iron, since some of them have the effect of causing significant changes in their microstructure. The contribution of this study is to investigate the effect of the elements copper, nickel, molybdenum and chromium, commonly present in steel scrap, as a promoter of the martensitic matrix in a nodular cast iron in the as casted state. Contents lower than 1%w were used for each element investigated and the pieces were produced by centrifugation casting process. By analyzing the scanning electron microscopy images and semiquantitative analysis via Energy Dispersive Spectroscopy, it was observed that nickel and copper were uniformly distributed in the matrix, while chromium and molybdenum formed carbides in the intercellular contours. Among the four elements investigated, molybdenum proved to be a strong promoter of martensite formation and the fractions of this phase increased with the increase in the amount added of this element (35%, 40% and 50%). The results obtained indicate the probable path to obtain the totally martensitic matrix in as casted state and the possibility of eliminating costs related to production on an industrial scale, such as the austenitization heat treatment followed by quenching, which has an estimated operating cost of 26173.35 USD per month. It is noteworthy that the analysis of the feasibility of eliminating the heat treatment should consider the cost with the consumption of the ferro-molybdenum alloy and the particularities of the process of each foundry	pt_BR
dc.language	por	pt_BR
dc.publisher	Universidade Federal de Itajubá	pt_BR
dc.rights	Acesso Aberto	pt_BR
dc.subject	Ferro fundido	pt_BR
dc.subject	Nodular	pt_BR
dc.subject	Fundição	pt_BR
dc.subject	Centrifugação	pt_BR
dc.subject	Nódulos	pt_BR
dc.subject	Microestrutura	pt_BR
dc.subject	Elementos químicos	pt_BR
dc.subject	Propriedades mecânicas e custos	pt_BR
dc.title	Efeito da composição química no desenvolvimento da estrutura martensítica no ferro fundido nodular no estado bruto de fundição	pt_BR
dc.type	Tese	pt_BR
dc.date.available	2022-04-07
dc.date.available	2022-04-07T12:06:26Z
dc.date.accessioned	2022-04-07T12:06:26Z
dc.creator.Lattes	http://lattes.cnpq.br/8622484781616780	pt_BR
dc.contributor.advisor1	MELO, Mírian de Lourdes Noronha Motta
dc.contributor.advisor1Lattes	http://lattes.cnpq.br/7222063849735570	pt_BR
dc.description.resumo	O ferro fundido nodular é um dos materiais ferrosos mais utilizados pela engenharia atualmente, seja como componentes para a indústria automotiva, para indústria de saneamento básico ou para as indústrias de componentes em geral. Uma das principais matérias-primas para a produção do ferro fundido é a sucata de aço. Atualmente, essa matéria-prima é coletada de diferentes fontes geradoras e é composta por diversos tipos de aços com composições químicas diferentes. Muitos elementos químicos presentes na sucata de aço, mesmo em pequenas concentrações percentuais, são indesejáveis na produção do ferro fundido, visto que alguns deles têm o efeito de provocar alterações significativas da microestrutura dos mesmos. A contribuição desse estudo é investigar o efeito dos elementos cobre, níquel, molibdênio e cromo, comumente presentes na sucata de aço, como promovedor da matriz martensítica em um ferro fundido nodular no estado bruto de fundição. Foram utilizados teores inferiores à 1%p para cada elemento investigado e as peças foram produzidas utilizando-se a fundição por centrifugação horizontal. Pela análise das imagens de microscopia eletrônica de varredura e análise semiquantitativa via Energy Dispersive Spectroscopy observou-se que o níquel e o cobre ficaram distribuídos uniformemente na matriz, enquanto o cromo e o molibdênio formaram carbonetos nos contornos intercelulares. Dentre os quatro elementos investigados, o molibdênio revelou-se como forte promovedor da formação da martensita e as frações dessa fase aumentaram com o aumento da quantidade adicionada desse elemento (35%, 40% e 50%). Os resultados obtidos indicam o caminho provável para a obtenção da matriz totalmente martensítica no estado bruto de fundição e a possibilidade de eliminação de custos relacionados à produção em escala industrial, como o tratamento térmico de austenitização seguido de têmpera que tem um custo operacional estimado em 26173.35 USD ao mês. Ressalta-se que a análise da viabilidade da eliminação do tratamento térmico deve considerar o custo com o consumo da liga ferro-molibdênio e as particularidades de processo de cada fundição.	pt_BR
dc.publisher.country	Brasil	pt_BR
dc.publisher.department	IEM - Instituto de Engenharia Mecânica	pt_BR
dc.publisher.program	Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica	pt_BR
dc.publisher.initials	UNIFEI	pt_BR
dc.subject.cnpq	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA	pt_BR
dc.relation.references	SIQUEIRA, Marcelo Luís. Efeito da composição química no desenvolvimento da estrutura martensítica no ferro fundido nodular no estado bruto de fundição. 2022. 109 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2022.	pt_BR