Influência da taxa de solidificação, tamanho de
abrasivo e carga no desgaste abrasivo de um
ferro fundido branco
Téc. Leandro J. de Paula
I.C. Daniela Reple
M.E. John Jairo Coronado
Dr Amilton Sinatora
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SUMÁRIO
1.
INTRODUÇÃO
2. OBJETIVO
3.
MATERIAIS E MÉTODOS
4.
RESULTADOS
5.
CONCLUSÕES
2
INTRODUÇÃO
Ferro Fundido Branco
A solidificação de um ferro fundido hipoeutético (CE < 4,3),
normalmente, inicia-se com a formação de dendritas de austenita.
Com a elevação da taxa de resfriamento (uso de coquilhas) ou com a
adição de elementos de ligas estabilizadores de carbonetos, forma-se
o ferro fundido branco.
Souza Santos (1989)
Os ferros fundidos brancos são materiais que por possuem alta
resistência ao desgaste abrasivo, por isto, são muito utilizados em
industrias de mineração, transporte e agrícola .
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INTRODUÇÃO
Desgaste Abrasivo
O desgaste abrasivo é definido como a perda de massa resultante da
interação entre partículas ou asperezas duras que são forçadas contra
uma superfície, ao longo da qual se movem. ASTM G40-01 (2001)
O desgaste abrasivo a dois corpos ocorre quando as partículas
abrasivas ou asperezas estão fixas no segundo corpo que desliza sobre
o outro riscando ou removendo material. Hutchings (1992)
O desgaste de componentes tem um custo elevado. Estima-se que
nos Estados Unidos, o desgaste representa por ano de 6% a 7% do
produto nacional total. Seireg (1998)
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INTRODUÇÃO
Mecanismos de Desgaste Abrasivo
Dividem-se em: mecanismos de dano e de remoção de material.
Tylczak; Oregon (1992)
Mecanismos de dano
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INTRODUÇÃO
Mecanismos de Desgaste Abrasivo
Mecanismos de remoção de material
Microcorte
Micro fadiga
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OBJETIVO
 Estudar, por meio de ensaios laboratoriais, a
influência da taxa de solidificação, tamanho de
abrasivo e carga no desgaste abrasivo de ferro
fundido branco
 Identificar os mecanismos de desgaste.
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MATERIAIS E MÉTODOS
Ferro Fundido Branco ( Composição química )
Composição química (% em massa)
C
Cr
Mn
Ni
Si
3,3
2,0
1,0
4,2
1,0
Liga
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MATERIAIS E MÉTODOS
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MATERIAIS E MÉTODOS
Ferro Fundido branco
Carboneto M3C
Matriz Austenítica
1,5ºC/s
15ºC/s
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CARACTERIZAÇÃO DO MATERIAL
Taxa de solidificação
das liga
Dureza
(HV 30 kgf)
Fração Volumétrica de
carboneto (%)
1,5ºC/s
570 ± 10
38 ± 2
15ºC/s
630 ± 15
39± 1
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EQUIPAMENTO
Tribômetro Multi
Axial TE-79
Peso
Pino-sobre-disco
Porta amostra
Célula de carga
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MATERIAIS E MÉTODOS
Condições de ensaio
Parâmetros da Maquina

Carga 2,0 N e 4,6 N

Pressão nominal 0,28 e 0,65 Mpa

Rotação Fixa 66 RPM

Velocidade de deslocamento radial 0,158 m/s

Deslocamento radial 35 mm ( raio inicial 40 mm – final 5 mm )
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MATERIAIS E MÉTODOS
Condições de ensaio
Parâmentros do Ensaio


Ensaio ( média de 3 pinos )
Assentamento Lixa Al2O3 #600

Lixa Al2O3 #320 - 36 µm , #600 - 16 µm e #1200 - 6,5 µm

Ensaio (Total – 10 lixas – 169,450 m )

Pesagem ( a cada 2 lixas – 33,890 m)
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MATERIAIS E MÉTODOS
Medição e análise dos resultados

Perda de massa ( a cada duas lixas – 33,890 m )

Microscopia Eletrônica de Varredura
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RESULTADOS DA PERDA DE MASSA
16
RESULTADOS DA PERDA DE MASSA
17
RESULTADOS DE PERDA DE MASSA
Perda de massa em função da carga e tamanho do
abrasivo
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RESULTADOS DE MECANISMOS
Micro
sulcamento
1,5ºC/s lixa 320 4,6N
Micro
corte
15ºC/s lixa 320 4,6N
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RESULTADOS DE MECANISMOS
Micro
sulcamento
15ºC/s lixa 600 4,6N
Micro
corte
1,5ºC/s lixa 600 4,6N
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RESULTADOS DE MECANISMOS
Micro
corte
1,5ºC/s lixa 1200 4,6N
Micro
sulcamento
15ºC/s lixa 1200 4,6N
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CONCLUSÕES
 Nas taxas de solidificações estudadas, não houve diferenças
significativas nas taxas de desgaste para nenhuma das cargas e
tamanho de abrasivo.
 A taxa de material removido aumentou proporcionalmente com o
tamanho das partículas abrasivas e a carga aplicada.
 Com o aumento da carga a influência do tamanho de abrasivo é
mais acentuada em relação a taxa de desgaste.
 O principal mecanismo de dano no desgaste da liga foi:
microsulcamento e os mecanismos de remoção de material foram
microcorte e microfadiga.
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TRABALHOS FUTUROS
 Modificar a matriz das ligas estudadas.
 Ensaios com outros tipos de abrasivos
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FIM
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