Fundição de aço cromo

Ferros fundidos brancos de níquel-cromo (Ni-Cr)

Os ferros de níquel-cromo (Ni-Cr) contêm Ni e Cr. Os ferros fundidos brancos de Ni-Cr, que são ligas de baixo teor de cromo, contêm de 3 a 5 em peso. % Ni e 1 - 4 em peso % Cr, com uma modificação de liga que contém 7 - 11 em peso % Cr. O nome comercial Ni-Hard tipos 1 - 4 normalmente os identifica. O cromo em concentrações mais baixas (<2 - 3%) tem pouco ou nenhum efeito na temperabilidade, pois a maior parte do cromo está ligada aos carbonetos.

Os ferros brancos Ni-Cr também são conhecidos como ferros fundidos brancos martensíticos e os ferros fundidos brancos Ni-Cr martensíticos são consumidos em grandes tonelagens em operações de mineração, como forros de moinho de bolas e bolas de moagem. Ni é o elemento de liga primário porque em níveis de 3.0 a 5.0%, é eficaz em suprimir a transformação da matriz austenítica em perlita, garantindo assim que uma estrutura martensítica dura (geralmente contendo quantidades significativas de austenita retida) se desenvolverá após o resfriamento em o molde. O Cr é incluído nessas ligas, em níveis de 1.4 a 4.0%, para garantir que os ferros solidifiquem os carbonetos (tipo M3C), ou seja, para neutralizar o efeito da grafitização sobre o Ni.

Estruturas resistentes à abrasão contendo misturas eutéticas de austenita e carbonetos podem ser obtidas em seções finas e grossas, independentemente do uso de resfriadores. É possível obter traços de grafite em seções mais espessas ou quando são empregados teores mais elevados de carbono e silício. Exceto essas circunstâncias, a microestrutura dominante do ferro Ni-Hard é composta de uma matriz ferrosa cercada por carbonetos de metal duro.

A presença de 3 - 5 em peso % Ni permite que a austenita eutética alcance a temperatura inicial da martensita (Ms) sem ser impedida pela formação de perlita. Nenhuma transformação é perfeita e a microestrutura do ferro Ni-Hard como fundido conterá uma mistura de austenita e martensita. Se a fundição for de espessura variável, as seções mais espessas podem conter traços de perlita. A partir desta discussão, é óbvio que é bastante difícil fazer previsões sobre o desempenho ao desgaste da peça fundida, que é baseada na química inicial, com pouco ou nenhum conhecimento sobre dimensão ou história térmica.

Para aplicações que requerem um alto grau de força, dureza e resistência ao desgaste, os ferros fundidos Ni-Hard estão entre os materiais eficazes disponíveis. As fundições de ferro Ni-Hard têm se mostrado excelentes em uma variedade de aplicações severas, incluindo rolos de trabalho para fresamento de aço quente. Ferros fundidos com alto cromo e ligas do tipo de aço rápido também são amplamente usados ​​em usinas siderúrgicas, e o ferro Ni-Hard é geralmente usado em suportes de acabamento. A composição ideal da liga de ferro fundido branco de Ni-Cr depende das propriedades mecânicas exigidas para as condições de serviço e das dimensões e peso da peça fundida. Os ferros fundidos brancos de Ni-Cr provaram ser materiais muito econômicos que são usados ​​para trituração e retificação.

As características predominantes dos ferros Ni-Hard são que sua alta resistência e tenacidade podem ser alcançadas quando tratados termicamente em temperaturas relativamente baixas. Baixas temperaturas para tratamento térmico são favoráveis ​​para grandes peças fundidas que não são adequadas para tratamento térmico em altas temperaturas e estão sujeitas a rachaduras. De todos os ferros resistentes à abrasão, o Ni-Hard é produzido na maior tonelagem para uma variedade de indústrias de processamento de minerais. Os baixos custos do ferro Ni-Hard são devido ao seu baixo teor de liga, sua capacidade de ser fundido em uma variedade de formas e sua alta dureza na condição de fundição. A sua elevada dureza é o que o distingue claramente dos ferros fundidos perlíticos resistentes à abrasão. A alta dureza resulta da formação de martensita versus perlita na condição de fundição. Esta mudança metalúrgica é o resultado do alto teor de Ni do ferro Ni-Hard.

Na Classe I Tipo A, as peças fundidas em aplicações requerem máxima resistência à abrasão, como tubos de cinzas, bombas de lama, cabeçotes de rolo, pneus de muller, segmentos de triturador de coque, classificadores, etc. Tipo B é recomendado para aplicações que requerem mais força e exercendo impactos moderados , como placas trituradoras, concaves trituradoras e cavilhas de pulverização. Classe I Tipo D, Ni-Hard Tipo 4, tem um nível mais alto de resistência e tenacidade e, portanto, é usado para as aplicações mais severas que justificam seus custos de liga adicionais. É comumente usado para volutas de bombas que manuseiam polpas abrasivas e segmento de mesa pulverizadora de carvão e pneus.

A liga Classe I Tipo C (Ni-Hard 3) é especialmente projetada para a produção de bolas de moagem. Este grau é fundido em areia e fundido a frio, fundição a frio tem a vantagem de menor custo de liga, mais importante, fornece uma melhoria de 15 a 30% por 8 horas a 260 a 315 ℃. Existem dois tipos gerais contendo 4% Ni-2% Cr e 6% Ni-8% Cr. Ambos possuem uma estrutura de ferro e carbonetos de cromo em uma matriz de martensita e bainita, mas os materiais com maior teor de liga possuem um tipo de carboneto que é descontínuo e confere maior resistência ao impacto e à corrosão, ou seja, tipo de carboneto M7C3. Esses ferros podem ser usados ​​como fundidos, mas o tratamento térmico melhora a dureza e a resistência a rachaduras e lascas da superfície.

Ferros fundidos brancos de cromo-molibdênio (Cr-Mo)

Esses ferros são para aplicação de resistência à abrasão e os ferros de cromo-molibdênio (Cr-Mo) (Classe II de ASTM A532) contêm 11 - 23 em peso. % Cr, até 3 em peso % Mo e são freqüentemente ligados com Ni ou Cu. Eles podem ser fornecidos como fundidos com uma matriz austenítica ou austenítica-martensítica, ou tratados termicamente com uma microestrutura de matriz martensítica para máxima resistência à abrasão e tenacidade. Eles são geralmente considerados os mais duros de todos os tipos de ferro fundido branco. Em comparação com os ferros brancos Ni-Cr de liga inferior, os carbonetos eutéticos são mais duros e podem ser tratados termicamente para obter fundições de maior dureza. Mo, assim como Ni e Cu quando necessário, são adicionados para prevenir a perlita e para garantir a máxima dureza.

Ferros fundidos brancos com alto teor de cromo (HCWCI)

O desgaste é um problema significativo enfrentado em muitas indústrias, e a substituição de peças desgastadas pode resultar em custos consideráveis ​​decorrentes do custo dos componentes de substituição, mão de obra e perda de tempo de produção e produtividade reduzida de equipamentos de capital. Para minimizar esses custos e o tempo de inatividade do equipamento, materiais resistentes ao desgaste são comumente usados ​​em ambientes de alto desgaste. Um dos grupos de materiais mais comumente usados ​​para resistência ao desgaste são ligas de ferros fundidos brancos com alto cromo (HCWCI).

HCWCI sofre várias reações de solidificação e uma série de reações de transformação de estado sólido diferentes no resfriamento à temperatura ambiente, durante o reaquecimento a uma temperatura elevada abaixo da temperatura de solidus. Conseqüentemente, várias fases diferentes se formam no HCWCI que influenciam as propriedades mecânicas e a vida útil do material.

Os ferros sob este título têm o maior teor de Cr dentro da família do ferro fundido branco de alta liga. High Cr dá a esses ferros boa resistência ao desgaste, resistência à corrosão, tenacidade ao impacto e temperabilidade. A resistência à corrosão e ao desgaste abrasivo e ao desgaste a temperaturas elevadas também são notavelmente melhorados [16]. Classe I e II de ferros brancos de alto cromo são superiores em resistência à abrasão e são usados ​​efetivamente em impulsores e volutas, lâminas de impulsores e revestimentos para equipamentos de jateamento curto e discos refinadores em refinadores de celulose.