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Inoculação -II. Nucleação/Inoculação –II Efeito do superaquecimento. Fonte: citado por C.Cabezas, tese. Nucleação/Inoculação –II Efeito do superaquecimento. O coquilhamento aumenta com o aumento da temperatura em que o banho foi mantido antes do vazamento da amostra.

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
nuclea o inocula o ii efeito do superaquecimento1
Nucleação/Inoculação –IIEfeito do superaquecimento

O coquilhamento aumenta com o aumento da temperatura em que o banho foi mantido antes do vazamento da amostra.

O Potencial de nucleação pode ser recuperado com a redução da temperatura , mantendo-se algum tempo na temperatura mais baixa.

Fonte: citado por C.Cabezas, tese.

efeito de manter por 2 h a 1500 c
Efeito de manter por 2 h a 1500°C

Diminuição do potencial de nucleação e do grau de nucleação após inoculação ( X e Y), devido à manutenção por 2 h a 1500°C.

tempo e temperatura
Tempo e temperatura

Efeito da Temperatura e tempo de manutenção no potencial de nucleação

Quanto maior o t e a T, maior o superresfriamento e maior a recalescencia

Tendência à formação de grafita tipo D.

slide6

Efeito do Carbono Equivalente

Variável controlada: N° celulas eutéticas

O gráfico mostra que quanto menor o CE, mais importante é a inoculação.

Para CE “baixo”(3,7-3,8), o aumento do Si adicionado como inoculante promove aumento de até 60% do N de células, em relação ao metal base.

Para o CE “alto”(4,1), o aumento é de cerca de 20%.

efeito do carbono equivalente
Efeito do Carbono Equivalente

Variável: coquilhamento

  • Material base
  • CE=3,5 , não inoculado, com coquilhamento total de referência = 100%.
  • O efeito do CE é mais importante no material base, não inoculado.
  • O tipo de inoculante (contendoBa, Ca, ou Sr) é mais importante para o CE baixo.
principais fatores mn e s

INOCULAÇÃO

Principais fatores: Mn e S

3,4%C-1,5%Si-0,7%Mn-0,05%S

Simulação de solidificação, mostrando a distribuição de partículas de MnS (pontos claros), formadas antes do início da reação eutética.

slide9

Critérios para Mn e S

CONSENSO: A interação entre Mn e S tem um forte efeito sobre o potencial de nucleação do metal base e sobre o grau de nucleação do ferro fundido inoculado.

CONSENSO: É importante manter o Mn e o S sobre controle, para evitar flutuações do potencial de nucleação e do grau de nucleação.

CONSENSO: Em ferros fundidos cinzentos, o teor mínimo de S deve ser 0,03% . Máximo:0,16%.

slide10

Critérios para Mn e S

O Mn pode ser estipulado por:

Mn= 1,7%S+0,3 (clássico)

D Mn = %Mn – 1,7%S

Relação %Mn/%S

Produto de solubilidade [Mn][S]

principais fatores mn e s1

INOCULAÇÃO

Principais fatores: Mn e S

1) O gráfico mostra claramente que há uma faixa ótima de %S, tanto em relação ao aumento do N de células eutéticas, como em relação à tendência ao coquilhamento.

2) O teor mínimo de S recomendado é de 0,03%.

Acima de 0,1% , observa-se a tendência para aumentar o coquilhamento.

3) O N de cel. Eutéticas sempre aumenta com o aumento da %S.

Parâmetros: N cel e coquilhamento

rela o mn s

INOCULAÇÃO

Relação Mn/S

Parâmetros: superresfriamento na curva de AT, tipo de grafita

slide13

INOCULAÇÃO

DMn

Ótima redução do coquilhamento com excesso de Mn =0,2.

DMn = %Mn-1,7%S

mn e s d mn

INOCULAÇÃO

Mn e S: DMn

O N de células é maior para o menor valor de excesso de Mn.

Efeito do excesso de Mn, para dois níveis de S

Fonte: SANTOS, A.B.S et al. Alguns Efeitos de Manganês e Enxofre em Ferros Fundidos

Cinzentos. In: CONGRESSO ANUAL DA ABM, 56, 2001, Belo Horizonte: p838

mn e s d mn1

INOCULAÇÃO

Mn e S: DMn

O LR é maior para o menor valor de D Mn.

Esse efeito decorre diretamento do maior número de células eutéticas.

Que cuidados devemos ter ao utilizar esse recurso?

SANTOS, A.B.S et al. Alguns Efeitos de Manganês e Enxofre em Ferros Fundidos

Cinzentos. In: CONGRESSO ANUAL DA ABM, 56, 2001, Belo Horizonte: p838.

mn e s d mn2

INOCULAÇÃO

Mn e S: DMn

O efeito do D Mn no N°cel. eutéticas e no LRtambém é observado para 0,04%S.

%S=0,04%

%C=3,4; %Si=1,9; Mn:0,2 a 0,6%

Fonte: Fernando Mucelin ,José Roberto Breda Lima;Renata Cirillo Cury . TCC, turma 1.

mn e s

INOCULAÇÃO

Mn e S

Várias combinações de Mn e S podem minimizar a tendência ao coquilhamento .

Melhores resultados:

Mn/S = 4

D Mn : 0,1- 0,35

Altura coquilhada, mm

Mn e S para mínimo coquilhamento

produto de solubilidade mn s

Produto de solubilidade [Mn][S]

CRITÉRIO: %Mn e %S ajustados para precipitação de MnSocorrer apenas depois do início da solidificação, ou seja, abaixo da T liquidus.

METODOLOGIA:

Determinar T liq para cada CE

Calcular o “produto de solubilidade” [Mn][S] para cada caso

Definida % S, obter a max. %Mn ou vice-versa.

a determinar t liq para cada ce

1260

Linha liquidus

Fe-CE

1180

a)Determinar T liq para cada CE

1100

slide20
Calcular o “produto de solubilidade” (%Mn x %S) para cada caso

Log(%Mn x %S) = -1920/T

T em Kelvin

c)Definido o S, encontrar o Mn

log mn x s 1920 t k
Log(%Mn x %S) = -1920/T ( K)

CE=4,1%

T liq = 1174C

log mn x s 1920 t
Log(%Mn x %S) = -1920/T

Produto de solubilidade (Mn x S) para T liq de CE= 3,7 a 4.3

compara es
Comparações
  • Comparar critério clássico %Mn=1,7%S+0,3 com produto de solubilidade ( Ex. para CE=4,1)
  • a) % S = 0,15
    • Clássico : %Mn = 0,56
    • Prod. solubilidade : 0,32
  • b) % S = 0,05
    • Clássico : %Mn = 0,40
    • Prod. Solubilidade : %Mn = 0,8
composi o e efici ncia dos inoculantes
Composição e eficiência dos inoculantes:

Al “baixo”/CE “alto”

Al “alto” / CE “baixo”

Velocidades de resfriamento maiores

Parâmetro analisado: tendência ao coquilhamento

fading1
Fading

0,5% Fe-Si (Ca, Ba, Al)

1,5 min

10 min

  • Efeitos observados:
  • O N de cél. Eut. Varia fortemente com a espessura da peça fundida.
  • “Fading”: o N de cel. Eut. cai rapidadamente depois de 15 min.

15 min

25 min

Fras e Gorny

fading2
Fading

A prática + usual é dividir a inoculação pelas várias etapas.