Fragilização porfFósforo de ferros fundidos nodulares austemperados.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 1996
Autor(a) principal: Guedes, Luis Carlos
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Ferro fundido nodular
Nodular cast iron
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-23022026-153648/
Resumo: Foram avaliados os efeitos de teores de fósforo, tempo e temperatura de austempera sobre a fragilização de ferros fundidos nodulares austemperados. Os efeitos de adições de fósforo foram estudados em quatro composições químicas base: uma das séries era isenta de elementos de liga (série I) e, nas três outras séries, foram efetuadas adições de elementos de liga, sendo de 0,5%\'CU\' - 0,3%\'MO\' na série II, de 1% e 2%\'NI\' na serie III e 0,5%\'CU\' - 0,3%\'MO\' - 2%\'NI\' da serie IV. Os tratamentos de austempera foram realizados a 375°C e 300°C, por tempos que variaram de 1h a 24h na temperatura de austempera. Em todos os tratamentos térmicos a temperatura de austenitização foi de 900°C, com manutenção a esta temperatura por 1h. A avaliação de fragilização foi efetuada através da realização de ensaios de impacto Charpy e da análise das superfícies de fratura por MEV. A distribuição de fósforo foi determinada pela realização de microanálises por EDS e espectroscopia AUGER. Tempos crescentes de austempera promoveram redução na energia absorvida no impacto e alterações no modo de fratura que passou de alvéolos para quase-clivagem. Esta mudança foi atribuída ao estágio II da reação bainítica, quando ocorre decomposição da austenita estabilizada. O mesmo comportamento foi verificado para as duas temperaturas de austempera estudadas.
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A avaliação de fragilização foi efetuada através da realização de ensaios de impacto Charpy e da análise das superfícies de fratura por MEV. A distribuição de fósforo foi determinada pela realização de microanálises por EDS e espectroscopia AUGER. Tempos crescentes de austempera promoveram redução na energia absorvida no impacto e alterações no modo de fratura que passou de alvéolos para quase-clivagem. Esta mudança foi atribuída ao estágio II da reação bainítica, quando ocorre decomposição da austenita estabilizada. O mesmo comportamento foi verificado para as duas temperaturas de austempera estudadas.The effects of P content, austempering time and temperature on the embrittlement of austempered ductile iron were evaluated. Four base compositions were chosen: the first one was an unalloyed ductile iron (series I); in the three others series alloying elements were added: series II- 0,5%Cu-0,3%Mo, series III 1% and 2%Ni and series VI 0,5%Cu 0,3%Mo 2%Ni. The austempering temperatures selected were 300°C and 375°C; the holding time at the austempering temperatures varied from 1 to 24h. The austenitising conditions for the experiments were 900°C for 1h. Heat treatments was carried out in salt bath. The embrittlement tendency was evaluated by Charpy test and fracture surface analysis by MEV. The P distribution in the matrix was determined by microprobe analysis (EDS) and Auger spectroscopy. Increasing the austempering time, the fracture mode of the materials changed from dimples to quase-cleavage. This change was attributed to the stage II of the baintic reaction, when the decomposition of the stabilized austenite happens. The same behaviour was verified in both austempering temperatures selected. For the higher P content it was verified intergranular type of fracture at the Charpy fracture surface. The intergranular fracture was always located at the intercelular regions. This type of fracture was identified for P contents higher than 0,060% P for series I, and higher than o,o74%P for series II. Intergranular fracture was also observed for the highest P content (0,093%P) in the series III and VI. The intergranular fracture position at the eutectic cell boundary was due to high P contenta t these regions, accumulated during the solidification process. At the intercelular regions, depending on the P concentration, the following P-rich phases can form: steadite, P-rich Mo carbides, and a compound Mg-O-P-S. The amount of these phases increased with the P content . For higher P alloys, in the 4 series,steadite was observed in the microstructure. The eutectic Mo-carbides were also identified in the series II and VI, for all alloys studied. The Mg-O-P-S compound were present in the microstructure of the 4 series. The embrittlement tendency, shown off by intergranular fracture, was attributed to P segregation to austenite grain boundaries. The Auger analysis carried out in the alloy II-5, showed the highest P concentration at the intergranular fracture, when compared with quase-cleavage and dimple fractures, in the same specimen. The intergranular fracture was restricted to the eutectic cell boundaries where P is present in high leves. Besides, sources of P are present at these regions, being steadite the most important due to its high P content (10-15%) followed by the P rich Mo-carbides (3-5%). The steadite and the Mo-carbides were partially dissolved during the austenitising step of the heart treatment. The austenite near the steadite reached leves of 0,43¢P, as a resulto f the P segregation during solidification plus the P left in the matrix by the dissolved steadite. Equilibrium segragation of P to austenite grain boundaries started at the austenitising temperature, as it was veified in the quenched samples tested to impact , in which the impact energy was reduced by increasing the P content. The P segregation continues during cooling from the austenitic Field to the austempering temperature, concentrating at the austenite grain boundaries. The austenite grain boundaries P enrichment is drastically reduced when the bainitic reaction starts, due to the high amount of interfaces bainitic ferrite/austenite created during the reaction. Because of that, the P embrittlement didnt increase by the 24h of exposure at the austempering temperatures (300°C and 375°C). The embrittlement verified on the specimens held for larger times was due to decomposition of the stabilized austenite (stage II).Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPTschiptschin, Andre PauloGuedes, Luis Carlos1996-08-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-23022026-153648/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-02-23T18:41:02Zoai:teses.usp.br:tde-23022026-153648Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-02-23T18:41:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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