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Título: Efeito da substituição do molibdênio pelo nióbio e nióbio-boro em aços Hadfield no desempenho ao desgaste abrasivo.
Autor(es): Silva, Gilson Neves da
Orientador(es): Oliveira, Cristovam Paes de
Palavras-chave: Engenharia de materiais
Aço
Manganês
Data do documento: 2004
Editora / Evento / Instituição: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Referência: SILVA, G. N. da. Efeito da substituição do molibdênio pelo nióbio e nióbio-boro em aços Hadfield no desempenho ao desgaste abrasivo. 2004. 122 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2004.
Resumo: A motivação dessa pesquisa veio no sentido de se viabilizar o desenvolvimento desse tipos de liga de desgaste, que atenda às necessidades de aplicação das mesmas, tanto em termos econômicos quanto do ponto de vista de propriedades mecânicas. Hoje em dia, com o aumento de preços de alguns insumos, em particular aqueles ligados ao molibdênio, tanto na forma de ferro-liga ou óxido, justifica-se todo empenho em se caracterizar novas ligas que visem substituir no todo ou em parte esses materiais que entram na composição dos aços Hadfield. Estudaram-se os aços austeníticos do tipo “Hadfield”, modificados quimicamente em relação ao original da ASTM A-128, classe E-2, e ainda alguns tratamentos térmicos que objetivaram melhorar propriedades mecânicas, medidas através de teste de desgaste (roda de borracha) e impacto por martelamento. Quando no estado bruto de fusão, essas ligas apresentam estrutura austenítica com precipitação intensa de carbonetos, diminuindo a resistência e fragilizando o material. Foram feitos dois caminhos de aquecimento: aquecimento direto até a temperatura final e outro com patamar a 600ºC por 2 horas, antes do encharque final a 1.100°C. O tratamento térmico promove a redissolução desses carbonetos na matriz austenítica e um posterior resfriamento em água impede nova precipitação, dando uma estrutura austenítica supersaturada. A classe E-2 da ASTM A-128 permite um tratamento especial, onde aquece-se até cerca de 600ºC, mantendo nessa temperatura por um certo tempo e, em seguida, prossegue-se com o aquecimento até atingir a temperatura final, chamado processo de perlitização. Algumas amostras sofreram envelhecimento a 600ºC por 2 horas, precipitando carbonetos finamente dispersos na matriz, aumentando a resistência da liga que, após deformação plástica, encrua-se bastante, atingindo o estado ideal de trabalho. Esse trabalho mostrou que é possível se efetuar a substituição proposta do molibdênio pelo nióbio e nióbio-boro, mantendo ou melhorando as propriedades mecânicas e ainda tendo-se uma redução de custo, já que a quantidade usada na substituição é menor do que aquela da composição tradicional referente à norma da ASTM A-128, classe E-2.
Resumo em outra língua: The aim of this research was to allow the development of these types of alloys for wear resistance, in order to promote the application of these alloys in economic terms and mechanical properties. Nowadays, with the high prices of some materials, mainly those with molybdenum, both ferro-alloy as oxide, there is a bigger and bigger necessity in to develop new alloys and raw materials that they have as target to replace at all or only in some aspects these materials belonging to the chemical composition of the Hadfield alloys. This work has studied the Hadfield manganese steel, chemically modified in relation to the original alloy of the ASTM A-128/ E-2. Some heat treatments aimed to improve mechanical properties and they were measured by wear test (rubber wheel and jaw crusher) and impact through pre-deformation with rolling and, after this, hammering. In as-casting state, these alloys present austenitic structure with a very strong carbides precipitation, lowering the strength and becoming the material brittle. The heat treatment promotes a dissolution of these carbides in the austenitic matrix and a following water cooling avoids new precipitation, resulting in a super-saturated matrix. This class of Hadfield steel (E2) allows a special treatment, heating until 600°C, soaking in it and, after this, heating until the final temperature. This process is called pearlitization. Two heating processes were made: direct heating until the final temperature and another soaking at 600°C during 2 hours before the final soaking at 1.110°C. Aging at 600°C during 2 hours were also made to some samples, precipitating the finely dispersed carbides in the matrix, increasing the strength of the alloys that, after plastic deformation, work harden enough, reaching their ideal work state. This work has shown that is possible to promote the replacement of the molybdenum by niobium and niobium-boron, improving the mechanical properties and still having a reducing of cost, since the quantity to be used in this replacement is lower than the original composition of the ASTM A-128, grade E-2.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2657
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