Vida em fadiga termomecânica de ferros fundidos cinzentos das classes 25 e 30

Ferro fundido é um dos materiais mais utilizados nas indústrias, principalmente na indústria automobilística na fabricação de blocos e cabeçotes de motor. Estes componentes estão sujeitos a ciclos térmicos e mecânicos, tornando importante o entendimento do comportamento destes materiais nestas situações, as quais podem gerar trincas localizadas resultantes do fenômeno chamado fadiga termomecânica. Com o objetivo de criar componentes mais resistentes, de menor tamanho de parede e consequentemente de menor peso, as empresas fabricantes destes componentes têm buscado o desenvolvimento de ferros fundidos de resistência mecânica mais elevada. O presente trabalho tem como intuito estudar as propriedades mecânicas de duas ligas de ferro fundido cinzento, uma comumente utilizada na fabricação dos componentes, denominada de classe 25 e a outra denominada classe 30, correlacionando-as com as suas características microestruturas. Foram realizadas medições de dureza, ensaios de tração e de fadiga termomecânica, e análise microestrutural de caracterização, distribuição de tamanho, porcentagem, fator de forma da grafita presente, estas análises realizadas com o auxílio de um analisador de imagens computadorizado e pelo programa Image J. Pelos resultados obtidos pode-se concluir que apesar de ambas as ligas apresentarem morfologias de grafita extremamente similares, a liga de classe classe 30 possui uma matriz de dureza mais elevada que a de classe classe 25, o que influenciou negativamente na sua vida em fadiga termomecânica, pela redução de plasticidade da sua matriz.

Título em Inglês

Thermomechanical Fatigue Live In Gray Cast Iron class 25 and 30

Palavras-chave em Inglês

Gray cast iron
Thermomechanical fatigue
Metallography
Microhardness
Image J
Image analisys

Resumo em Inglês

Cast iron is one of the most used materials on several of industries, it’s utilization in the automotive industry as component for engine heads and blocks, components with cycles of thermic and mechanic loading giving importance to the study of it’s behaviour on those aplications, wich can lead to localized cracks resulting from the phenomenon called thermomechanical fatigue. Seeking to create s more resistant, same size, thin walled and consequentially lighter engine components, companies that produce this components have seeked to elaborate a gray cast iron with enhanced mechanical properties. The present paper was made with the objective of studying a relation between the mechanical properties of two gray cast iron alloys, an class 25, commonly used as the material for said components and the class 30. Tensile and thermomechanical tests were made to determine the mechanical behaviour, this tests were folowed by the microstrural analisys of the alloys, wich were the caracterization, size distribution, percentage, shape fator of the present grafite and microhardness of it’s pearlite matrix, said analisys were assisted using digital image analisys with the Image J software. Based on the results the author was able to conclude that despite both alloys having extremely similar graphite morphologies, the class 30 alloy has a greater matrix hardness than the class 25 alloy, wich negatively influenced it’s thermomechanical fatigue life, caused by the reduction of the plasticity of the matrix.

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Data de Publicação

2018-05-07

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