Influência dos inoculantes a base de Zr e Sr na microestrutura do ferro fundido cinzento FC300 centrifugado

Abstract

Durante a solidificação dos ferros fundidos é importante a formação de um equilíbrio entre quantidade de fase estável e metaestável para atender aos requisitos mecânicos e de usinabilidade. O ferro fundido é uma liga versátil composta principalmente de ferro, carbono e silício, com uma variedade de propriedades que o tornam adequado para inúmeras aplicações nas indústrias automotiva, de construção e de máquinas. As propriedades mecânicas do ferro fundido, como resistência, dureza e resistência ao desgaste, podem ser adaptadas por meio de elementos de liga e condições de processamento. Um procedimento importante para melhorar essas propriedades é a inoculação, que consiste na adição de pequenas quantidades de agentes de liga (normalmente elementos como silício, cálcio e metais de terras raras) ao ferro fundido líquido, pouco antes do vazamento no molde. A inoculação aumenta a formação de grafita dentro do ferro fundido, refinando a microestrutura ao promover o desenvolvimento de partículas finas de grafita uniformemente distribuídas. Isso leva a melhorias na fundibilidade, tenacidade e desempenho geral do material. Assim, este trabalho visou analisar o efeito da inoculação de um ferro fundido cinzento processado por fundição centrífuga com Zr e Sr, com teores de 0,3% e 0,5% em peso. Para isto foi realizada análise microestrutural para verificar o formato e tipo de grafita, ensaios de dureza Brinell e análises térmicas do processo de solidificação. Foi observado refino microestrutural do inoculante a base de Zr, com influência na formação de grafitas degeneradas e ferrita livre. Foi verificada uma diminuição da espessura dos veios grafíticos e do diâmetro dos aglomerados de ferrita livre. Nos testes com Sr, notou-se o potencial de inocular grafitas mais espessas e de geometria menos aguda, assim como a maior homogeneidade ao longo de toda a região analisada. As curvas de análise térmica indicaram baixo potencial de nucleação do metal líquido mesmo após inoculação, fato corroborado pela alta presença de grafita tipo B e heterogeneidade microestrutural. Apesar de os ensaios de dureza apresentarem resultados entre 230HB e 260HB, a diferença microestrutural pode alterar o desempenho mecânico e de processamento deste material.