Estudo da influência da matriz e da morfologia da grafita nas propriedades elásticas dos ferros fundidos nodular e cinzento

Abstract

A indústria de fundição vem sofrendo nas últimas décadas, maiores pressões para a redução do índice de refugo, aumento da produtividade e atendimento as especificações cada vez mais exigentes. O controle de qualidade dos ferros fundidos é uma ferramenta importante, pois pequenas variações de processo podem influenciar diretamente na microestrutura e nas propriedades mecânicas. O presente estudo tem por objetivo avaliar o ensaio não destrutivo de frequência de ressonância utilizando a técnica de excitação por impulso segundo a Norma ASTM E 1876, através da determinação dos módulos de elasticidade e cisalhamento dos ferros fundidos nodulares e cinzentos para amostras com variação de morfologia de grafita e de matriz metálica. Foi proposto também, investigar e estabelecer uma expressão analítica experimental de propagação dos erros nos resultados das medidas do módulo de elasticidade. Verificou-se que a metodologia do ensaio de excitação por impulso permite estimar valores do módulo de elasticidade com precisão e sensíveis a variação da microestrutura. O modelo analítico proposto contribuiu ao preencher uma lacuna nos estudos que é a interferência aos resultados dos módulos de elasticidade com a estimativa do erro para as medidas determinadas. Sua aplicação em espécimes selecionados com geometria conhecida e padronizada demonstrou resultados satisfatórios e ligeiramente superiores quando comparados com os erros determinados pela geometria descritiva.

Abstract : The foundry industry has been suffering in the last decades, greater pressures for the reduction of the refuse index, increase of the productivity and meeting the specifications more and more demanding. The quality control of the cast iron is an important tool, because small variations of process can directly influence the microstructure and the mechanical properties. The present study aims to evaluate the non-destructive resonance frequency assay using the impulse excitation technique according to ASTM E 1876 by determining the modulus of elasticity and shear strength of nodular and gray cast irons for samples with morphological variation of graphite and of metallic matrix. It was also proposed to investigate and establish an experimental analytical expression of propagation of errors in the results of the modulus of elasticity. It was verified that the impulse excitation test methodology allows to estimate elastic modulus values with precision and sensitive to the variation of the microstructure. The proposed analytical model contributed by filling a gap in the studies that is the interference to the results of the moduli of elasticity with the estimation of the error for the determined measures. Its application in selected specimens with known and standardized geometry demonstrated satisfactory results and slightly superior when compared with the errors determined by the descriptive geometry.