Inoculação -II

1. Inoculação -II

2. Nucleação/Inoculação –IIEfeito do superaquecimento Fonte: citado por C.Cabezas, tese.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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%.

7. 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.

8. 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.

9. 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%.

10. 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]

11. 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

12. INOCULAÇÃO Relação Mn/S Parâmetros: superresfriamento na curva de AT, tipo de grafita

13. INOCULAÇÃO DMn Ótima redução do coquilhamento com excesso de Mn =0,2. DMn = %Mn-1,7%S

14. 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

15. 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.

16. 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.

17. 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

18. 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.

19. 1260 Linha liquidus Fe-CE 1180 a)Determinar T liq para cada CE 1100

20. 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

21. Log(%Mn x %S) = -1920/T ( K) CE=4,1% T liq = 1174C

22. Log(%Mn x %S) = -1920/T Produto de solubilidade (Mn x S) para T liq de CE= 3,7 a 4.3

23. 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

24. Composição e eficiência dos inoculantes: Al “baixo”/CE “alto” Al “alto” / CE “baixo” Velocidades de resfriamento maiores Parâmetro analisado: tendência ao coquilhamento

25. Composição e eficiência dos inoculantes: Fofo cinzento

26. Fading

27. 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

28. Composição e eficiência dos inoculantes: Ca, Ba

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