DEVELOPMENT OF A METAL MATRIX COMPOSITE BY SPONTANEOUS INFILTRATION: IMAGE ANALYSIS TO ESTIMATE THE PERMEABILITY OF THE CERAMIC PREFORM AND MATHEMATICAL MODELING OF THE METALLIC PHASE INFILTRATION / OBTENÇÃO DE UM COMPÓSITO DE MATRIZ FERROSA POR INFILTRAÇÃO ESPONTÂNEA: ESTIMATIVA DA PERMEABILIDADE DA PRÉ-FORMA CERÂMICA PORPROCESSAMENTO DE IMAGENS E MODELAGEM MATEMÁTICA DA INFILTRAÇÃO DA FASE METÁLICA

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2003

RESUMO

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%C) foi realizado em três temperaturas de vazamento diferentes (1403oC, 1299oC e 1250oC), 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 µm e 60µm 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.

ASSUNTO(S)

composito aluminum oxide ferro fundido nodular nodular cast iron foundry oxido de aluminio fundicao composites

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