Formação de grafita no estado bruto de fundição em aços grafiticos ao alumínio. - Castello Branco, Carlos Haydt (1979)
Desenvolvimentos recentes demonstraram a possibilidade da obtenção, no estado bruto de fundição, de grafita esferoidal em aços grafíticos, o que anteriormente só era possível após longos tratamentos térmicos de recozimento. Alguns trabalhos descrevem a formação da grafita, nesse tipo de material, como sendo proveniente de um processo de precipitação a partir da austenita supersaturada em carbono, portanto no estado sólido. A hipótese apresentada com relação à origem da grafita e sua morfologia baseia-se nos efeitos de adições de cálcio às ligas, processamento considerado indispensável para a obtenção dos referidos materiais. No entanto, características dessas ligas, e de aços grafíticos ligados com alumínio e inoculados com Ca-Si ou Fe-Si, sugerem que a formação da grafita se dê durante a solidificação, com a ocorrência de reação eutética. Nesta dissertação pretendeu-se estudar os aspectos relacionados à formação da grafita em aços grafíticos ao alumínio, de modo a aclarar as dúvidas mencionadas. Foram realizadas experiências, com o objetivo de avaliar a influência da composição química base e os efeitos da inoculação co Ca-Si ou Fe-Si, na quantidade e morfologia da grafita precipitada em materiais submetidos a diferentes velocidades de resfriamento. Simultaneamente, efetuou-se análise térmica e experiências de solidificação interrompida, com o objetivo de investigar a origem da grafita. Os resultados do trabalho experimental indicaram que os materiais não apresentaram grafita ao microscópio ótico, quando o carbono equivalente foi inferior a 1,77%, para teores de carbono menores que 1,0%. Todavia, a presença de grafita foi sempre observadas nos outros materiais, independentemente do tipo de inoculante utilizado. O carbono equivalente influiu, ainda, no número de partículas de grafita e na porcentagem de grafita compacutilizado. O carbono equivalente influiu, ainda, no número de partículas de grafita e na porcentagem de grafita compacta; seu acréscimo provocou, de modo geral, um aumento no primeiro parâmetro e uma diminuição no segundo, para materiais inoculados. Por outro lado, não se conseguiu estabelecer relações entre o carbono equivalente e outros parâmetros, como a porcentagem de carbonetos, a matriz metálica e o tamanho médio dos nódulos de grafita. Atribuiu-se este fato à diversidade entre os teores de silício, carbono e alumínio, propositalmente existente nas ligas estudadas. Pode-se, no entanto, constatar alguns efeitos do alumínio, como o aumento da porcentagem de grafita compacta, o incremento da quantidade de ferrita na matriz e a diminuição da quantidade de carbonetos, para altos teores (~2,70% A1). A velocidade de resfriamento teve efeito marcante na quantidade de partículas de grafita, porcentagem de nódulos e seus diâmetros médios; quando diminuiu, provocou um aumento nos dois primeiros parâmetros, e um decréscimo no último, para materiais inoculados. A inoculação diminuiu de modo sensível a quantidade de carbonetos para determinadas velocidades de resfriamento e composição química, aumentando a porcentagem de nódulos, para o caso das maiores velocidades de resfriamento, em relação aos materiais não inoculados. As experiências de solidificação interrompida indicaram a existência de produtos de reação eutética como ledeburita e grafita; grande parte dos nódulos de grafita estava situada no líquido interdendrítico temperado. Todavia, a análise térmica não indicou a ocorrência de reação eutética. Os resultados permitiram concluir, que grande parte da grafita deve se formar durante a solidificação dos aços grafíticos estudados, sendo este processo influenciado pelas variáveis mencionadas, de modo semelhante aos ferrosfundidos nodulares. Os fatores que interferem na morfologia da grafita têm efeito, em grande parte, na cinética do crescimento, na estabilidade da interface grafita/líquido e condições para formação de halos, e também favorecem a obtenção de eutético divorciado.