Estudo do efeito do teor de molibdênio no endurecimento dos ferros fundidos brancos de alto cromo

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2010Os ferros fundidos brancos de alto cromo são amplamente utilizados na indústria de mineração e moagem entre outras, devido às suas propriedades de alta dureza e resistência ao desgaste abrasivo, e essas características são por sua vez, principalmente afetadas pela composição química da liga, pelos tratamentos térmicos e pelas técnicas de fabricação desses materiais. A literatura que trata dessas ligas mostra poucas informações específicas sobre o efeito da adição de molibdênio na profundidade de endurecimento de peças fundidas de diâmetro superior a 50 mm. Sabe-se que na prática industrial, mesmo em fundidos de seção menor, a seleção dos teores de elementos de liga deve considerar a seção. Neste trabalho foram fabricados cilindros de diferentes diâmetros (25, 75 e 150 mm) e de igual composição, diferindo apenas no percentual de molibdênio de zero a três por cento em massa, com o objetivo de estabelecer um perfil de dureza ao longo do diâmetro dos mesmos para cada percentual de molibdênio e para cada diferente diâmetro. Adicionalmente, um grupo de amostras cilíndricas foi termicamente tratado, com o objetivo de desestabilizar a matriz austenítica, causando a precipitação de carbonetos secundários e a formação de martensita. Foram então analisados os efeitos de diferentes diâmetros, teores crescentes de molibdênio, e do tratamento térmico de desestabilização sobre a dureza e microestrutura de solidificação da liga metálica utilizada, cuja composição é determinada pela norma ASTM A-532. A caracterização microestrutural foi realizada via microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As fases presentes foram identificadas por análise de difração de Raios X (DRX). A macrodureza das amostras foi medida ao longo do diâmetro e a microdureza das principais fases presentes foi tomada. Os resultados mostram que a dureza apresenta queda gradual ao longo do raio das amostras no estado bruto de fusão, independentemente do teor de molibdênio. Conforme se aumenta o teor de molibdênio na liga, a macrodureza sofre gradual acréscimo, como conseqüência do aumento do volume de carbonetos secundários precipitados, mesmo efeito apresentado pelo aumento do diâmetro das amostras analisadas. O tratamento térmico de desestabilização da austenita mostrou efeito mais acentuado do que a adição de molibdênio no aumento na macrodureza da liga. A diminuição na velocidade de solidificação resfriamento causou pronunciada alteração na dureza e na microestrutura da liga. Este trabalho também mostrou que é possível obter peças de ferro fundido branco de alto cromo de diâmetros entre 25 e 150 mm com a composição química da liga IIB da norma ASTM A-532, isentas de perlita, sem a adição de molibdênio