O ROTEIRO DE APRESENTAÇÃO DO ARTIGO

ROTEIRO DE APRESENTAÇÃO DO ARTIGO:

INTRODUÇÃO: SLIDE 1 O Ferro Fundido Nodular é um material comumente utilizado na engenharia devido a sua boa resistência à deformação, módulo de elasticidade, resistência mecânica e corrosiva. Além de tudo, tem um baixo custo, é de fácil produção e bom de trabalhar. Na época, em 2014, seu uso industrial tinha crescido nos anos anteriores e foram realizadas diversas pesquisas para o desenvolvimento das propriedades mecânicas deste metal;         A presença de Nióbio no Ferro Fundido Nodular leva à formação de carbonetos poligonais e eutéticos, cuja morfologia requer um controle, uma vez que a aglomeração e a presença carbonetos grossos comprometem as propriedades mecânicas do material. A dissolução do Nióbio tende a ser difícil devido à baixa temperatura de trabalho e ao alto índice de carbono presente nos ferros fundidos.                Este estudo busca investigar a influência de uma faixa de 0,23%-0,85% de Nióbio na composição dos Ferros Fundidos Nodulares na resistência mecânica, no teste de dureza Charpy e na sua resistência à deformação. Análise de fratura também estará presente. Os autores não tinham o conhecimento de nenhum estudo similar até então.

• Procedimento Experimental: O ferro-nióbio foi estudado com composições de 0,2%; 0,4%; 0,6% e 0,8% de adição de Nióbio. Foram fundidos 120kg de ferro com essas adições de Nióbio em um forno de indução. Tanto para a fundição quanto para a nodularização do material foram utilizadas técnicas especiais. Inclusive, para a nodularização foi utilizado O método “sanduíche”, que consiste em colocar a nodularização e as ligas de inoculação no fundo da concha de vazamento, e, em seguida, transferir o metal fundido do forno na concha. As amostras foram produzidas em processo de moldagem em areia de resina furânica. O tamanho dos grãos ficou na faixa de 3-6mm.        Para caracterização das amostras foi empregado o uso de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura

incluindo microanálise química

com um sistema de dispersão de energia chamado EDS. A análise das imagens utilizou o software de imagem HL Image 2001. A análise da fratura foi realizada com a mesma varredura por microscópio eletrônico. Os testes de tensão (8 testes por amostra) foram realizados em uma máquina universal de testes mecânicos com capacidade de 200 kN. Testes de dureza (24 medições para cada amostra) foram realizados em durômetro Brinell semiautomático (Heckert - 3000D, carga de 1838,7 N e um penetrador esférico com diâmetro 2,5 mm) de acordo com as normas ASTM 17-19 e O teste de impacto Charpy foi realizado de acordo com o Norma ASTM-A32720;

• RESULTADOS: A metalografia quantitativa revelou um volume de 39% de perlita; aproximadamente 61% ferrita e menos de 1% de carbonetos de Nióbio. Através de análise computacional pelo software Magmasoft os autores observaram que não houve solidificação hipo ou hipereutética, ou seja, não foram previstas a presença de fases primárias como grafita e austenita. As variaões de Carbono nas ligas ficaram, também, dentro do limite.
•         A figura 1 mostra a microestrutura do Ferro fundido nodular sem Nióbio. Tipicamente escura, nódulos esferoidais de grafita , com regiões claras de ferrita e uma matriz de perlita, representando as áreas escuras.
• A Figura 2 mostra a variação da fração de volume de perlita, ferrita, grafite e carbonetos das amostras com o teor de Nióbio. A adição de Nióbio promove uma aumento na quantidade de perlita em NCIs até cerca de 0,7% Nióbio, seguido por uma diminuição a partir 0,8% de Nióbio. A fração volumétrica de ferrita varia na proporção inversa ao da perlita. A fração volumétrica de carbonetos foi de aproximadamente constante a um nível de menos de 1% até cerca de 0,4% de Nióbio, subiu para 5,3% para teores de nióbio de cerca de 0,6% e depois voltou a 1,1% para uma adição de 0,8% de Nióbio. Isto provavelmente foi causado pela formação de outros carbonetos, além dos de Nióbio, já que alguns resultados de EDS indicaram a presença de carbonetos com baixo nível de Nióbio ou até mesmo sem Nióbio. Vale ressaltar que a distribuição de carbonetos não era homogênea.
• A figura 3 nos mostra a liga com Nióbio, na qual a matriz está aparentemente livre de Nióbio, provavelmente devido à sua baixa solubilidade. Ao mesmo tempo acredita-se que haja uma pequena porção de Nióbio presente na matriz, interferindo cineticamente nas reações eutéticas e promovendo a formação de grandes porções de perlita, como observado nos casos de composição acima de 0,6% de Nióbio.        
• A figura 4 nos mostra um aumento da resistência à tensão e do módulo de elasticidade, um aumento de 20%, com relação à liga que não tem Nióbio, que ocorre quando há 0,6% de Nióbio constituindo a liga. Contudo, conforme ocorre o aumento do teor de Nióbio, ocorre a perda destas propriedades, o que se supõe que pode ser causado pelo aumento dos níveis de nodularização com relação ao Nióbio livre no Ferro Fundido Nodular.
• Na figura 5, pelo ensaio de Charpy analisamos que há um aumento de absorção de energia para a adição de 0,23% de Nióbio. Contudo, mais uma vez, conforme os níveis de Nióbio aumentam, esta propriedade tende a diminuir e uma possível razão para isto se deve ao fato de que o aumento dos níveis de Nióbio, reduz o número de grafitas esferoidais. E uma vez que esta propriedade mecânica aumenta seu índice conforme o maior número de grafitas esferoidais por milimetro quadrado, este fenômeno ocorre. Entretanto, os valores analisados superam notoriamente os dados obtidos nas literaturas anteriores, o que é satisfatório, de acordo com os autores.
• A Figura 6 mostra o aspecto típico da fratura nas superfícies de amostras de Charpy, que foram muito semelhantes para todos os teores de Nióbio no presente estudo. A seta branca aponta para uma faceta de clivagem típica observada nos planos normal às tensões de tensão aplicadas. Para planos de fraturas aproximadamente paralelas às tensões normais aplicadas, o presença de ondulações difusas, típicas de fraturas por cisalhamento, é observado. A Figura 6 também indica uma descoesão profusa entre a matriz, os nódulos de grafite e entre os grãos da matriz.

CONCLUSÃO: O aumento das adições de nióbio aos NCIs afeta sua microestrutura e propriedades mecânicas. Os máximos valores de resistência à deformação foram alcançados para um teor de nióbio de 0,23%, o que também provocou um aumento em outros propriedades do material, em relação às de NCIs sem adições de nióbio. Tanto a resistência à deformação quanto a resistência à tensão dos NCIs aumentam à medida que as adições de nióbio foram aumentadas; resistência à tensão não aumenta consideravelmente acima de 0,47% de Nióbio, mas a resistência à deformação aumenta lentamente até 0,85% de Nióbio. Uma combinação interessante de propriedades foi alcançada para 0,23% de Nióbio, associado a aumentos na resistência à tensão, resistência à deformação e uma ligeira diminuição no módulo de elasticidade, em relação ao material sem adições de Nióbio. Adições de nióbio a NCIs promoveram precipitação de compostos de Nióbio na matriz de fundição; o Nióbio teor de 0,67% levou à precipitação máxima. A análise de fratura dos corpos de prova Charpy indicou a presença de facetas de clivagem e descoesão profusa entre a matriz e os nódulos de grafite, bem como entre os grãos da matriz. Os microporos parecem ter uma efeito limitado sobre a fratura.