INFLUÊNCIA DO TITÂNIO

Resumo: O objetivo deste trabalho é mostrar a influência do elemento titânio na resistência à tração do ferro fundido cinzento. Para tanto será retirado dois pinos para realização do ensaio de resistência à tração onde estarão variando o percentual do elemento titânio, pois este elemento modifica e altera a forma da grafita, conseqüentemente interfere na resistência a tração, demais elementos químicos, analise térmica e temperatura serão os mesmos, ou pequenas variações oriundas do próprio polimento ou equipamento, o material será analisado e comparado, material com percentual mais baixo do elemento, também com percentuais mais elevados do elemento titânio, estará sendo analisado a analise química, metalografia e também as propriedades mecânicas deste material.

Palavras-chave: Propriedades mecânicas. Titânio. Ferro Fundido Cinzento.

1 INTRODUÇÃO

A resistência à tração (LR) nos blocos e cabeçotes são muito importante, a ABNT indica quais são os limites mínimos de resistência deste material (Guesser Wilson Luiz. 2009). Outro ensaio bastante usado e importante para as ligas de ferro fundido cinzento é a dureza, nas quais se costumam realizar a dureza de núcleo e também a superficial.

A principal justificativa do uso dessas duas propriedades para especificar o produto é

que elas são relativamente fáceis de serem determinadas. (PIESKE, MONTENEGRO e

JACOB. 1985).

Nos ferros fundidos cinzentos o limite de resistência á tração tende a variar, essas propriedades depende principalmente da composição química, da microestrutura, das velocidades de solidificação e de resfriamento após a solidificação. A velocidade de solidificação tem um efeito direto na morfologia da grafita e nas dimensões das células eutéticas.

A velocidade de resfriamento após a solidificação é um dos fatores determinantes da estrutura da matriz metálica.

Outro fator importante e que também contribuem para as propriedades mecânicas do ferro fundido cinzento são as sessões (espessuras das paredes da peça), para isso usa-se como prática o ajuste da composição química, uma peça de sessão fina trabalha com composição diferente de uma peça de sessão média ou grossa por exemplo.

Entre outros também está alguns elementos que interferem nas propriedades mecânicas dos ferros fundidos cinzento, entre ele está o titânio que em valores residuais agem como grafitizantes, mas em valores mais altos atuam como estabilizadores e apresentam carbonitretos na estrutura do material, dificultando assim a usinagem do material.

O titânio também altera o tamanho da grafita, aumentando o comprimento da mesma, desta forma diminui a resistência mecânica do material fundido. (Mc Grath, 2009).

O objetivo principal do comparativo será para variar o percentual de Titânio, desta forma poder comparar as propriedades, o método de vazamento será usado o mesmo para ambos, tempo de resfriamento e desmoldagem igual, alem da tração serão feitos ensaios de dureza, metalografia, e contagem de carbonitretos de titânio e medições das grafitas de duas amostras, uma com valor de titânio mais baixo e outra com percentual de titânio mais alto.

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2PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

A fusão da carga foi feita em um forno cubilô de 30 ton/h, a carga usada para este experimento foi 60% de retorno, 25% de sucata pacote (prensada), 15% de sucata solta e 2% de briquete de Fe/Si. Este metal foi coletado de um forno de espera de 45 ton, para cada vazamento foram usados uma quantidade de metal de 1.500kg, sendo vazados em moldes de cura a frio com formatos em pino com diâmetro de 30 mm .

Tabela 1- A tabela 1 apresenta a composição química mínima e máxima do forno de espera

Elemento % Mínimo % Máximo

Carbono 3,35 3,60

Silício 1,90 2,25

Manganês 0,40 0,60

Fósforo 0,020 0,60

Enxofre 0,080 0,150

Cromo 0,15 0,20

Titânio 0,010 0,022

Estanho 0,040 0,060

Cobre 0,50 0,65

Alumínio 0,009 0,012

Nitrogênio 0,006 0,015

2.2.1 Amostras coletadas

Foram vazados 6 corpos de prova na liga de ferro fundido cinzento, 1, 2 e 3 contendo titânio 0,019%, e 4, 5 e 6 contendo titânio 0,033%.

Figura 1 – Corpo de prova após acabamento

Tabela 2 – Composição química do vazamento

Elemento (Amostra 1, 2 e 3) 0,019%Titânio Amostra 4, 5 e 6) 0,033%Titânio

Carbono 3,93 3,94

Silício 3,45 3,49

Manganês 1,95 2,00

Fósforo 0,44 0,50

Enxofre 0,028 0,021

Cromo 0,110 0,164

Titânio 0,171 0,142

Estanho 0,019 0,033

Cobre 0,051 0,042

Alumínio 0,557 0,563

Nitrogênio 0,010 0,012

0,010 0,012

Dos seis pinos que foram usinados e ensaiados, foram feitos a média e os resultados comparados, segue abaixo uma foto do corpo de prova usinado.

Figura 2 – Corpo de prova usinado

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