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Previous issue date: 2011-07-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Secondary graphitization in ductile cast iron occurs in quenched and tempered irons for long times. Usually the phenomenon is prevented since decreases mechanical properties of the material. On the other hand, cast irons with high graphite particles number present good resistance to hydrogen embrittlement.This work presents the development of secondary graphitization in gray cast iron. Samples of special compositions of gray iron, with high silicon content and low Cr content (2,56% Si and 0,025% Cr; 2,80% Si and 0,03% Cr), were casted. The heat treatment for graphitization consisted in austenitizing and quenching, in order to obtain a martensite matrix, susceptible to secondary graphite nodule development, and then tempering. For each composition, two austenitizing temperatures were defined, for the higher Si composition, 850° and 900°C and, for the lower Si composition, 900° and 950°C. The tempering temperatures were 600° and 650°C for periods of 2, 5 and 7 hours. The highest secondary graphite nodule number found were 261 nodules per mm2, from the higher Si composition sample, austenitized at 950°C and tempered at 650°C for 5 hours. The results show higher number of graphite nodules and secondary graphite volume for higher austenitizing temperatures. As the tempering time increased, martensite tempers and, then, a ferrite matrix takes place with spheroidal cementite particles. Cementite transforms to ferrite and small graphite particles. In the sequence, the particles grow and coalesce, aggregating higher graphite volume. The reaction controlling factor is the carbon diffusion. The nodules morphology is similar to the morphology of malleable iron graphite particles. The nodule numbers reveals a peak at about 5 hours of tempering for the majority of composition and heat treating combinations. After this time, small nodules reprecipitate over the larger ones. The preferable sites for secondary graphite nodules formation were regions far from primary graphite veins, interdendritic and inside the eutectic cells. The secondary graphite precipitation over the primary graphite was also observed. The secondary graphite volume increases with tempering time. / A grafitização secundária em ferro fundido nodular é obtida após tratamento de têmpera seguido de revenido por longos períodos. Geralmente, o fenômeno é evitado, pois reduz as propriedades mecânicas do material. Por outro lado, ferros fundidos com grande número de partículas de grafita apresentam boa resistência à fragilização por hidrogênio. O presente trabalho trata do estudo da formação de grafita secundária em ferro fundido cinzento Duas composições de ferro fundido cinzento com alto teor de Si e baixo teor de Cr (2,56% de Si e 0,025% de Cr; 2,80% de Si e 0,03% de Cr), foram fundidas. O tratamento térmico para a grafitização consistiu em austenitização e têmpera, para a obtenção de matriz martensítica, mais propensa à formação de nódulos de grafita secundária, e posterior revenido. Para cada material, duas temperaturas de austenitização foram escolhidas, a saber, para o material de menor teor de Si, 850° e 900°C e, para o de maior, 900° e 950°C. As temperaturas de revenido foram definidas como 600° e 650°C por tempos de 2, 5 e 7 horas. O maior número de nódulos de grafita secundária encontrado foi o de 261 nódulos por mm2, da amostra de composição de maior teor de Si, austenitizada a 950°C, revenida a 650°C, por 5 horas. Os resultados mostram maior formação de nódulos de grafita secundária, bem como maior volume grafitizado, para maiores temperaturas de austenitização. Com o passar do tempo do revenido, tem-se martensita revenida e, então, esta dá lugar à matriz ferrítica com carbonetos esferoidizados. A cementita transforma-se em ferrita e pequenas partículas de grafita. Com o tempo, as partículas crescem e coalescem, agregando maior volume grafitizado. O mecanismo controlador dessa reação de grafitização é a difusão de carbono. A morfologia dos nódulos é similar à das partículas de grafita de ferro maleável. O número de nódulos mostra um pico em cerca de 5 horas de revenido para a maioria das combinações de composição e tratamento térmico. Após esse período, os pequenos nódulos reprecipitam sobre os maiores. Os locais preferenciais para a formação de nódulos de grafita secundária são regiões distantes de lamelas de grafita, interdendríticas e no interior de células eutéticas. Foi possível observar a precipitação de grafita secundária também sobre as lamelas de grafita primária. O volume grafitizado é crescente com o tempo de revenido.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.udesc.br #179.97.105.11:handle/1795 |
| Date | 26 July 2011 |
| Creators | Pimentel, Amanda Souza Oliveira |
| Contributors | Guesser, Wilson Luiz |
| Publisher | Universidade do Estado de Santa Catarina, Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais, UDESC, BR, Ciência dos Materiais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UDESC, instname:Universidade do Estado de Santa Catarina, instacron:UDESC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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