[pt] A utilização de compósitos de matriz ferrosa com pré-forma
cerâmica oferece a possibilidade de redução do desgaste
abrasivo em aplicações onde as ligas usuais não são
efetivas. Nesta tese, foi desenvolvido um estudo voltado
para a obtenção de um compósito de matriz metálica com
ênfase na caracterização e previsão da infiltração
espontânea de um ferro fundido nodular através de uma
préforma granulada porosa de óxido de alumínio.
O processo de infiltração de pré-forma porosa constituída
de óxido de alumínio, em três granulometrias distintas
(12#, 16# e 42#), por um ferro fundido nodular de
composição eutética (3,9 graus Celsius) foi realizado em três
temperaturas de vazamento diferentes (1403 graus Celsius, 1299 graus Celsius e
1250 graus Celsius), desde a elaboração das pré-formas passando pela
infiltração do metal, até a caracterização
microestrutural. Os resultados dos ensaios de compressão
com as pré-formas foram processados por análise fatorial e
mostraram que, dentro dos níveis estudados, o percentual
utilizado de ligante (silicato de sódio) e o tempo de cura
influenciam positivamente e de forma mais significativa do
que a granulometria do óxido de alumínio. A microestrutura
da matriz foi afetada pelos grãos cerâmicos da préforma,
fato este caracterizado pela presença de veios de grafita
no lugar de nódulos em uma extensão variável entre 10 micrômetros e
60 micrômetros a partir da superfície do grão. Após a permeabilidade
da pré-forma cerâmica ter sido estimada por
processamento digital de imagens em 3D, foi desenvolvido
um modelo matemático voltado para a identificação da
penetração máxima da fase metálica levando em consideração
as temperaturas de vazamento e de solidificação do ferro
fundido. As curvas do modelo mostraram boa correlação
quando comparados com os resultados experimentais. / [en] Iron metal matrix composites in aluminium oxide offers an
outstanding possibility to reduce abrasive wear where
usual alloys are not working well. For the present study
the composite was obtained by carrying out an
spontaneous infiltration of an eutectic (3,9 degrees Celsius) nodular
iron in a preform made with three aluminiun oxide
granulometries (#12, #16 and #42), in three different
pouring temperatures (1403 degrees Celsius, 1299 degrees Celsius e 1250 degrees Celsius). The
preforms compression tests results were processed by
factorial analysis and showed a greater influence of the
sodium silicate amount and the curing time over the
aluminium oxide granulometry. After the estimation of the
ceramic phase permeability by 3D image digital
processing it was developed a mathematical model to
predict the maximum infiltration of the ferrous melt
through the ceramic phase. It was based on the
pouring and alloy solidification temperatures and produced
a good agreement with the experimental results.
The matrix microstructure was affected by the ceramic
grains. This was characterized by the presence of lamellar
graphite instead of the expected nodules in an extension
between 10 micrometers and 60 micrometers from the border of the composite.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:4726 |
| Date | 30 March 2004 |
| Creators | FERNANDO ANTONIO RIBEIRO SERRA |
| Contributors | EDUARDO DE ALBUQUERQUE BROCCHI |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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