Influência da adição de nióbio sobre a usinabilidade de ferro fundido cinzento perlítico na operação de torneamento

• Autor(a) principal: Bárbara Cristina Mendanha Reis
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/35884
• topic: Ferro fundido cinzento; Nióbio; Forças de usinagem; Temperatura do cavaco; Rugosidade; Engenharia de produção; Ferro fundido; Nióbio; Usinagem; Aspereza de superfície

A tentativa de redução de peso, por meio da diminuição das seções transversais de componentes, vinculada a uma demanda crescente por maior eficiência térmica, requer mais esforços no desenvolvimento do ferro fundido cinzento. Logo, interferências metalúrgicas, por meio da adição de elementos ou pela reformulação das composições químicas, e tratamentos térmicos têm sido conduzidos para um equilíbrio mais adequado entre as propriedades. O nióbio é um elemento formador e estabilizador de carbonetos nas ligas de ferro fundido cinzento e sua adição pode contribuir para a modificação de suas características microestruturais, propriedades mecânicas e térmicas, e consequentemente, impactar sua usinabilidade. Este trabalho teve como objetivo avaliar o impacto da adição de 0,23% de nióbio em peso sobre uma liga de ferro fundido cinzento perlítico (FC 0,23%Nb). Sua usinabilidade foi comparada ao material com mesma composição base com baixo teor de nióbio (FC 0,02%Nb) no torneamento utilizando diferentes velocidades de corte, avanços e insertos de metal duro com e sem geometrias de quebra-cavaco. Foram avaliadas características microestruturais, dureza Brinell e Vickers, limite de resistência à tração e difusividade térmica, componentes das forças de usinagem, temperatura do cavaco e rugosidade dos corpos de provas. As ligas fundidas foram classificadas como ferros fundidos cinzentos hipoeutéticos com matriz perlito-ferrítica. As amostras FC 0,23%Nb apresentaram maior fração volumétrica de ferrita livre, carbonetos de nióbio ramificados e não poliédricos. O maior teor de nióbio contribuiu para o refinamento da grafita e diminuição da distância interlamelar da perlita, no entanto, foi indiferente para a densidade celular. Amostras com maior teor de nióbio não apresentaram alterações significativas em suas propriedades mecânicas e térmicas. O corte das amostras FC 0,23%Nb, combinado com a ferramenta sem quebra-cavaco e avanço mais elevado, proporcionou maiores forças de usinagem. Quando a geometria de quebra-cavaco foi empregada conjuntamente às menores velocidades de corte e avanços, independentemente do teor de nióbio das amostras, as temperaturas do cavaco foram reduzidas. O corte das amostras FC 0,23%Nb com geometria de quebra-cavaco e avanço mais baixo promoveu os menores valores de Ra. Somente o avanço causou alterações significativas em Rt.