Influência do silício e do molibdênio nas propriedades dos ferros fundidos nodulares ferríticos brutos de fusão

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisEste trabalho teve por objetivo avaliar a possibilidade de obtenção de ferros fundidos nodulares ferríticos, no estado bruto de fusão, que atendam aos requisitos (microestrutura, composição química e propriedades mecânicas) tipicamente exigidos para coletores de escape. Também estudou-se a influência da composição química na microestrutura, propriedades mecânicas, resistência a oxidação e estabilidade estrutural de ferros fundidos nodulares ferríticos com alto silício ligados ao molibdênio no estado bruto de fusão. Foram produzidas duas séries de amostras de ferros fundidos nodulares com dois teores de silício, 4 e 5%, com o molibdênio variando de 0 a 1,7%. Foram realizados ensaios de resistência a tração a temperatura ambiente e a 650°C, dilatometrias e avaliação da resistência a oxidação a 650°C. Os resultados microestruturais mostraram que as ligas sem adição de molibdênio apresentaram matriz completamente ferrítica. Verificou-se um aumento na dureza da ferrita com a adição de silício e molibdênio. Teores crescentes de molibdênio resultaram em um aumento da quantidade de perlita e carbonetos na matriz metálica e uma diminuição na quantidade de nódulos de grafita. Ensaios dilatométricos mostraram que os valores do coeficiente de expansão térmica linear em baixa temperatura (matriz ferrítica) são inferiores aos valores em alta temperatura (matriz austenítica). Verificou-se que teores crescentes de silício aumentam a temperatura de transformação a®g e diminuem o coeficiente de expansão térmica linear da austenita. O molibdênio não mostrou efeito significativo na temperatura de transformação e no coeficiente de expansão térmica linear. Foi possível observar, através dos ensaios de resistência a tração realizados a temperatura ambiente, que teores crescentes de Si e Mo aumentam o limite de resistência a tração, limite de escoamento e a dureza, diminuindo o alongamento. Nos ensaios de resistência a tração realizados a 650°C, o silício mostrou menor influência nos resultados, enquanto que o molibdênio mostrou o mesmo comportamento apresentado nos ensaios a temperatura ambiente. Quanto a resistência a oxidação, ligas com maiores teores de silício apresentaram menor profundidade de camada oxidada. O molibdênio não mostrou influência significativa na resistência a oxidação. Apenas a liga com 4% de silício e 0,5% de molibdênio atendeu simultaneamente aos requisitos de composição química, microestrutura e propriedades mecânicas exigidos tipicamente para coletores de escape