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Defeitos de Fundição Porosidades de contração (rechupe)
• Ricardo Fuoco
Gerente Geral de Tecnologia de Fundição
Metso Brasil Indústria e Comércio Ltda
Fone: (015) 2102-1212
Email: [email protected]
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
1
Índice
• 4.1. Porosidades:
• Porosidades de contração (rechupe)
• Porosidades de gases – Microporosidades
– Bolha de gás (sopro)
– Porosidades de gás dissolvido no metal
» Porosidades de Nitrogênio
» Porosidades de Hidrogênio
– Pin Holes (reação metal / molde)
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Porosidades de contração (rechupe)
3 Defeitos de Fundição - Porosidades
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Porosidades de rechupe Características
• 1. Vazios com superfície irregular, com evidências de dendritas, geralmente em regiões grossas da peça;
• 2. Em ligas de pequeno intervalo de solidificação, os rechupes são concentrados e podem apresentar superfície lisa;
• 3. Em ligas com grande intervalo de solidificação, os rechupes são mais dispersos e podem ser confundidos com porosidades de gás;
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Porosidades de rechupe Mecanismo de formação
• Todos as ligas fundidas apresentam contração volumétrica decorrente da solidificação. Devido a este fenômeno, é necessário alimentar as contrações de solidificação através de reservatórios de metal líquido (massalotes) visando não ocorrerem rechupes nas peças.
• Através deste artifício, os defeitos de rechupe ficam concentrados nos massalotes que serão posteriormente cortados das peças e reaproveitados como carga dos fornos.
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Porosidades de rechupe Mecanismo de formação
• Para o bom funcionamento dos massalotes há um série de requisitos a serem obedecidos, a saber:
• 1. O princípio geral de alimentação exige que ocorra solidificação direcional para os massalotes, ou seja, as partes finas das peças devem ser as primeiras a solidificar, sendo alimentadas por metal líquido vindo das partes grossas adjacentes. Assim, é necessário estabelecer quais são as áreas grossas que serão as últimas a solidificar, onde serão colocados os massalotes;
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Porosidades de rechupe Mecanismo de formação
• 2. Cada massalote e o pescoço de ligação massalote/peça devem solidificar após a respectiva região da peça que está sendo alimentada (requisito térmico);
• 3. Cada massalote deve apresentar volume útil superior ao necessário para alimentar a respectiva região da peça que está sendo alimentada (requisito volumétrico);
• 4. Em secções de espessura constante, a direcionalidade da solidificação têm distâncias limitadas (requisito de distância de alimentação);
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Porosidades de rechupe Mecanismo de formação
• 5. Visando obter uma maior eficiência na alimentação das peças fundidas são utilizados alguns recursos auxiliares que alteram as velocidades de resfriamento do metal líquido. Os mais comuns são resfriadores metálicos, luvas exotérmicas (maior eficiência e massalotes de pequeno tamanho) e luvas isolantes (maior eficiência em massalotes de maiores dimensões).
• 6. Além disto, para auxiliar a direcionalidade da solidificação são utilizados engrossamentos de paredes de peças, posteriormente eliminados nas etapas de rebarbação (“pading”).
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Porosidades de rechupe Recursos adicionais - uso de resfriadores
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Porosidades de rechupe Solidificação em casca
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Porosidades de rechupe Solidificação em casca com dendritas
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Porosidades de rechupe Solidificação pastosa com dendritas
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Porosidades de rechupe Tipos de solidificação casca x pastosa
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Solidificação com
formação de casca Solidificação
pastosa
13
Solidificação com frente “plana”
Modo de solidificação com frente plana (ligas com pequeno intervalo de
solidificação e pequena tendência à segregação) – Aços ao carbono, aços
inox, FoFo branco, ligas Al-Si com 11-13%Si, latões e bronzes ao Al
Metal líquido Metal
sólido Molde
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Alimentação de ligas que solidificam com frente plana – solidificação direcional
Tipicamente calcula-se o tempo de solidificação da peça (ou da região a
ser alimentada) por meio do cálculo de módulos e projeta-se um pescoço
e um massalote que garantam a solidificação direcional
peça/pescoço/massalote
Peça
Massalote
Ligação ou
pescoço
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Alimentação de ligas que solidificam com frente plana – solidificação direcional
Tempo de solidificação é proporcional ao módulo de resfriamento:
Volume
Tempo ---------------
Área
Peça
T2
Tempo de
solidificação do
pescoço
T1
Tempo de
solidificação da
peça
T3
Tempo de
solidificação do
massalote
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Alimentação de ligas que solidificam com frente plana – solidificação direcional
Peça
T2
Tempo de
solidificação do
pescoço
T1
Tempo de
solidificação da
peça
T3
Tempo de
solidificação do
massalote
SOLIDIFICAÇÃO DIRECIONAL = T3 > T2 > T1
Defeitos de Fundição - Porosidades
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solidificação direcional
Modo de solidificação com frente plana – Aços ao carbono, aços inox,
FoFo branco, ligas Al-Si com 11%Si, latões e bronzes ao Al
Metal líquido
Metal sólido
Molde
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Alimentação de ligas que solidificam com frente plana – solidificação direcional
Modo de solidificação com frente plana – Aços ao carbono, aços inox,
FoFo branco, ligas Al-Si com 11%Si, latões e bronzes ao Al
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Alimentação de ligas que solidificam com frente plana – solidificação direcional
Modo de solidificação com frente plana – Aços ao carbono, aços inox,
FoFo branco, ligas Al-Si com 11%Si, latões e bronzes ao Al
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Alimentação de ligas que solidificam com frente plana – solidificação direcional
Modo de solidificação com frente plana – Aços ao carbono, aços inox,
FoFo branco, ligas Al-Si com 11%Si, latões e bronzes ao Al
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Alimentação de ligas que solidificam com frente plana – solidificação direcional
Modo de solidificação com frente plana – Aços ao carbono, aços inox,
FoFo branco, ligas Al-Si com 11%Si, latões e bronzes ao Al
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Ligas com pequeno intervalo de
solidificação
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso
Minerals 2014
Slide 23
Alimentação de ligas que solidificam com frente plana – solidificação direcional
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Solidificação com
formação de casca:
Aços ao carbono,
FoFos brancos,
latões, ligas Al>
10%Si
24
Ligas com pequeno intervalo de
solidificação
Peça sem
rechupes
Peça com
rechupes
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso
Minerals 2014
Slide 25
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Solidificação com
formação de casca:
Aços ao carbono,
FoFos brancos,
latões, ligas Al>
10%Si
26
Intervalo de solidificação típico
Liga
Intervalo de solidificação
Tipo
(T = Tliquidus – Tsolidus )
Aços ao carbono, aços
inoxidáveis e Ferro Fundido
branco de alto cromo
50 a 60°C
Pequeno intervalo de
solidificação
Aços baixa liga (Cr, Ni e Mo)
ligas de Al (Si<9%)
70 a 100°C
Médio intervalo de solidificação
Aços ao manganês
bronzes ao Sn
170 to 230°C
Grande intervalo de solidificação
Porosidades de rechupe Solidificação em casca x pastosa
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Irregular shrinkage
Equiaxial dendrite grains
Isolated
interdendritic
shrinkage
porosities
Porosidades de rechupe Solidificação em casca x pastosa
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Porosidades de rechupe Tipos de solidificação casca x pastosa
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11%Si+0,15%Mg 7%Si+0,35%Mg
Rechupe disperso Rechupe concentrado
29
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Solidificação
pastosa:
Aços baixa
liga, aços ao
Mn, Bronzes e
ligas Al < 9%Si.
30
Ligas com grande intervalo de
solidificação
A
B C
Ligas com grande intervalo de
solidificação
• O gradiente térmico determina a extensão da zona pastosa onde convivem fase sólida (dendritas) e fase líquida.
• Assim, com maiores gradientes térmicos a extensão da zona pastosa é reduzida permitindo a alimentação das poças de líquido interdendrítico.
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 31 Slide 31
A solução para alimentação dos microrrechupes em peças fundidas em ligas com grande intervalo
de solidificação passa pela imposição de maiores gradientes térmicos durante a solidificação
(uso de resfriadores e/ou de conicidade)
Ligas com grande intervalo de
solidificação
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 32 32
• A solidificação direcional isoladamente não satisfaz a condição de alimentação de peças quando as ligas apresentam grandes intervalos de solidificação. Nesta condição, o critério mais utilizado é o estabelecido por Niyama:
•
• Onde:
G = Gradiente térmico local = Diferença de temperaturas por distância [°C/mm]
R = Velocidade de resfriamento local = Variação de temperatura pelo tempo [°C/s]
Ny = Critério de Niyama para ligas com grande intervalo de solidificação > 0.7 [(°C s)1/2/mm]
Ligas com grande intervalo de
solidificação Critério de Niyama
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Ligas com grande intervalo de
solidificação
Critério de Niyama
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
Defeitos de Fundição - Porosidades
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34 34
Ligas com grande intervalo de
solidificação
Critério de Niyama
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
35 35
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Solidificação
pastosa:
Aços baixa
liga, aços ao
Mn, Bronzes e
ligas Al < 9%Si.
37 Defeitos de Fundição - Porosidades
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Rechupe na forma de porosidades dispersas em peça fundida em aço ao Mn
(solidificação pastosa)
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
38 Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Simulação de solidificação usando o critério de Niyama para prever a formação de
microporosidades dispersas. A microestrutura corresponde a uma região com
elevado gradiente térmico e Ny > 0.7 (°C s)1/2 /mm
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
39 Defeitos de Fundição - Porosidades
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Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
Simulação de solidificação usando o critério de Niyama para prever a formação de
microporosidades dispersas. A microestrutura corresponde a uma região com baixo
gradiente térmico e Ny < 0.7 (°C s)1/2 /mm
Porosidades de rechupe Técnica de alimentação para ligas com solidificação em casca
Alimentação por massalotes (solidificação direcional) sem a presença de rechupe
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Porosidades de rechupe Técnicas de alimentação para ligas com solidificação pastosa
Alimentação parcial, com distribuição do rechupe em microporosidades
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Presença de microporosidades
distribuídas por toda a peça
41
Porosidades de rechupe Falhas no requisito térmico
Alimentação deficiente por falta de solidificação direcional
para o massalote resultando em porosidades de rechupe
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Presença de rechupe
42
Porosidades de rechupe Falhas no requisito térmico
Alimentação deficiente por limitação de módulo do pescoço
(falta de solidificação direcional para o massalote) resultando em porosidades de rechupe
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Presença de rechupe
Pescoço com módulo
inferior ao da peça
43
Porosidades de rechupe Falhas no requisito térmico
Alimentação deficiente por limitação de módulo do pescoço
(falta de solidificação direcional para o massalote) resultando em porosidades de rechupe
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Pescoço com módulo
inferior ao da peça
44
Porosidades de rechupe Falhas no requisito térmico
Alimentação deficiente por limitação de módulo do pescoço (falta de contato do macho estrangulador com a peça) resultando em porosidades de rechupe
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Areia do molde sob o
macho estrangulador
reduzindo o módulo
do pescoço
45
Porosidades de rechupe Falhas no requisito volumétrico
Alimentação deficiente por falta de volume de massalote
resultando em porosidades de rechupe imediatamente abaixo do massalote.
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Porosidades de rechupe Falhas no requisito de distância de alimentação
Alimentação deficiente por falta de distância de alimentação resultando em porosidades de rechupe (centerline shrinkage)
Defeitos de Fundição - Porosidades
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da ex ex da
47
Porosidades de rechupe Falhas no requisito de distância de alimentação
Alimentação deficiente por falta de distância de alimentação resultando em porosidades de rechupe (centerline shrinkage)
Defeitos de Fundição - Porosidades
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da da
48
EXEMPLOS DE RECHUPES EM LIGAS COM SOLIDIFICAÇÃO EM CASCA
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Porosidades de rechupe Solidificação em casca
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Latão fundido (liga Cu-Zn)
Rechupe com superfície lisa
50
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
Latões – Ligas Cu-Zn
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Rechupe
51
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
Latões – Ligas Cu-Zn
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Rechupe principal
52
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
FoFo branco de alto cromo
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Aço ao inoxidável CF8M
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
54
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Aço ao inoxidável CF8M
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
55
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Aço ao inoxidável CF8M
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
56
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Aço ao inoxidável CF8M
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
57
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
25x 70x
Aços ao carbono (WCB)
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
58
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Aços ao carbono (WCB)
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
59
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
25x 70x
Aços ao carbono (WCB)
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
60
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Aço ao carbono (C<0,30%)
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
61
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Aço ao carbono (C<0,30%)
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
62
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Aço ao carbono (C<0,30%)
25x
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
63
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Aço ao carbono (C<0,30%)
64
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Aço ao carbono (C<0,30%)
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
65
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Aço ao carbono (C<0,30%)
Mecanismos de formação de porosidades Porosidades de contração (rechupe)
Rechupes como concentração de microrrechupes
66
Porosidades de rechupe em aços Aspectos microscópicos de rechupes de aços (presença
de pequenas dendritas alinhadas formando as ranhuras)
Defeitos de Fundição - Porosidades
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Porosidades de rechupe em aços Aspectos microscópicos de rechupes de aços (presença
de pequenas dendritas alinhadas formando as ranhuras)
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 68
Porosidades de rechupe em aços Aspectos microscópicos de rechupes de aços (presença
de pequenas dendritas alinhadas formando as ranhuras)
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 69
Porosidades de rechupe em aços Aspectos microscópicos de rechupes de aços (presença
de pequenas dendritas alinhadas formando as ranhuras)
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 70
Porosidades de rechupe em aços Aspectos microscópicos de rechupes de aços (presença
de pequenas dendritas alinhadas formando as ranhuras)
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 71
Porosidades de rechupe em aços Aspectos microscópicos de rechupes de aços (presença
de pequenas dendritas alinhadas formando as ranhuras)
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
250x
72
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
500x
Porosidades de rechupe em aços Aspectos microscópicos de rechupes de aços (presença
de pequenas dendritas alinhadas formando as ranhuras)
73
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
1.000x
Porosidades de rechupe em aços Aspectos microscópicos de rechupes de aços (presença
de pequenas dendritas alinhadas formando as ranhuras)
74
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
Liga Al-10%Si
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
75
Porosidades de rechupe Solidificação em casca x pastosa
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Liga Al-10%Si Liga Al-7%Si
76
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Coquilha com basculamento (60°) Al-10%Si
77
EXEMPLOS DE RECHUPES E DE MICROPOROSIDADES EM LIGAS COM
SOLIDIFICAÇÃO PASTOSA
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 78
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Aço ao manganês (Hadfield)
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
79
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Aço ao manganês (Hadfield)
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
80
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Aços ao manganês (Hadfield)
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
81
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Aços baixa liga (C<0,30%)
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
82
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Bronze 85-5-5-5 fundido em coquilha
83
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Bronze 85-5-5-5 fundido em coquilha
84
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Bronze 85-5-5-5 fundido em coquilha
85
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
Liga Al-7%Si
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
86
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Liga Al-7%Si com baixo H
87
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Rechupe concentrado em liga Al-7%Si com baixo H
88
Porosidades de rechupe Solidificação em casca
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Rechupe concentrado em liga Al-7%Si com baixo H
89
Porosidades de rechupe Solidificação pastosa
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Liga Al-7%Si fundida em areia com
elevado teor de H (microporosidades
espalhadas por toda a peça)
90
SOLIDIFICAÇÃO DE FERROS FUNDIDOS
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 91
Porosidades de rechupe Solidificação de ferros fundidos
Modo de crescimento de células eutéticas em
FoFo cinzento
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 92
Modo de solidificação de ferros fundidos cinzentos Células eutéticas
Poças de líquido
intercelular
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 93
Porosidades de rechupe Solidificação de ferros fundidos
• Micrografia mostrando a evolução na formação de células eutéticas em FoFo nodular
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 94
Alimentação em ferros fundidos solidificação direcional
Modo de solidificação com células eutéticas – Ferros fundidos cinzentos
e nodulares
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 95
Alimentação em ferros fundidos solidificação direcional
Modo de solidificação com células eutéticas – Ferros fundidos cinzentos
e nodulares
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 96
Alimentação em ferros fundidos solidificação direcional
Modo de solidificação com células eutéticas – Ferros fundidos cinzentos
e nodulares
Metal líquido
Metal sólido
Molde
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 97
Alimentação em ferros fundidos solidificação direcional
Modo de solidificação com células eutéticas – Ferros fundidos cinzentos
e nodulares
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 98
Alimentação em ferros fundidos solidificação direcional
A técnica de alimentação por solidificação direcional não garante de
alimentação das poças de líquido intercelular.
Poças de metal
líquido
Metal sólido
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 99
Alimentação em ferros fundidos solidificação direcional
Rechupe
secundário
Rechupe
primário liso
A técnica de alimentação por solidificação direcional não garante de
alimentação das poças de líquido intercelular. Como alimentar estas
poças de líquido?????
Rechupe
primário
irregular
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 100
Porosidades de rechupe Variações volumétricas durante a solidificação de ferros fundidos
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 101
Porosidades de rechupe Variações volumétricas durante a solidificação
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
102
Projeto de massalotes FoFo cinzento
Massalote para alimentar a contração primária - Técnica mais utilizada em FoFos cinzentos em moldes de areia a verde (o pescoço deve solidificar no princípio da expansão da grafita);
A alimentação da contração secundária é feita pela expansão da grafita (pressão é acumulada elasticamente sobre as paredes do molde, garantindo a alimentação secundária com o alívio desta pressão);
O módulo de resfriamento do pescoço deve ser de 0,3 a 0,5 do módulo de resfriamento da peça;
103
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Projeto de massalotes FoFo cinzento
O massalote alimenta somente a contração líquida, então o massalote deve estar acima do nível da peça.
O módulo do massalote deve ser pouco superior ao do pescoço;
Volume do massalote para alimentar a contração líquida da peça (2% a cada 100ºC de superaquecimento);
Exige alguma rigidez do molde;
104
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Projeto de massalotes FoFo nodular
Massalote de alívio de pressão - Sistema mais utilizado para peças de ferro fundido nodular em moldes de areia a verde (exige alguma rigidez do molde);
O pescoço deve solidificar após alguma formação de grafita, ou seja, deve permitir algum refluxo para o massalote, limitando o esforço sobre o molde;
A alimentação da contração secundária é feita pela expansão da grafita;
105
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Projeto de massalotes FoFo nodular
O módulo de resfriamento do pescoço deve ser de 0,5 a 0,8 do módulo de resfriamento da peça;
O massalote deve ter módulo pouco superior ao do pescoço.
O massalote deve estar acima do nível da peça;
O volume do massalote deve alimentar a contração líquida da peça (2% a cada 100ºC);
106
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Massalote cilindrico Massalote garrafa
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Projeto de massalotes FoFo nodular
107
Massalote pouco eficiente
(massalote lateral)
Importante lembrar que o
massalote em ferro fundido
alimenta somente a contração
líquida, então é importante que o
maior volume do massalote esteja
acima do nível da peça (desnível
entre massalote e peça)
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Projeto de massalotes FoFo nodular
108
Massalote pouco eficiente
(massalote lateral) Massalote eficiente
(lateral)
Importante lembrar que o massalote em ferro fundido alimenta somente a
contração líquida, então é importante que o maior volume do massalote
esteja acima do nível da peça Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Projeto de massalotes FoFo nodular
109
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Projeto de massalotes FoFo nodular
110
Projeto de massalotes Distorções freqüentes
Pouca distância entre massalote e peça (pescoço é a última região a solidificar)
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 111
Projeto de massalotes Distorções freqüentes
Pouca distância entre massalote e peça (pescoço é a última região a solidificar)
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 112
Projeto de massalotes Distorções freqüentes
Pouca distância entre massalote e peça (pescoço é a última região a solidificar)
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 113
Projeto de massalotes Distorções freqüentes
Pouca distância entre massalote e peça (pescoço é a última região a solidificar)
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 114
Projeto de massalotes Distorções freqüentes
Pouca distância entre massalote e peça (pescoço é a última região a solidificar)
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 115
Projeto de massalotes Distorções freqüentes
Pouca altura do massalote em relação à peça
Peça com nível acima do
rechupe do massalote
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 116
Projeto de massalotes Distorções freqüentes
Altura adequada do massalote em relação à peça
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 117
EXEMPLOS DE RECHUPES EM PEÇAS DE FERRO FUNDIDO CINZENTO
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 118
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo cinzentos
1. Alimentação correta da contração primária pelo massalote
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
0,3 a 0,5 do módulo da peça
119
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo cinzentos
2. Alimentação insuficiente da contração primária pelo massalote
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
< 0,3 do módulo da peça
Presença de rebaixo
na superfície da peça
120
Falhas típicas de alimentação Região grossa isolada do massalote por secção fina
Para peças de geometria complexa, pode ser necessário o uso de
mais de um massalote:
Pescoço com módulo adequado em
relação ao módulo da secção A
Secção A
Rechupe primário e secção grossa
não alimentada pela secção A Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 121
Alimentação
interrompida por
secção fina
intermediária
Porosidade
Secção fina. Para funcionar
deve seguir a recomendação
de pescoço
Falhas típicas de alimentação Região grossa isolada do massalote por secção fina
122
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Rechupe primário
Falhas típicas de alimentação FoFo cinzento - Região grossa isolada do massalote por secção fina
123 Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo cinzentos
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Rechupe primário
124
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo cinzentos
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Rechupe primário Rechupe primário
125
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo cinzentos
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Rechupe primário
Rechupe primário
126
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo cinzentos
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Rechupe primário com refluxo
127
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo cinzentos
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Rechupe primário com refluxo
128
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo cinzentos
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Rechupe primário com refluxo
129
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo cinzentos
3. Alimentação da contração primária, mas com tempo excessivo de pescoço aberto (refluxo)
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
> 0,5 do módulo da peça
Presença de rechupe
interno
Sinal de refluxo no massalote
130
Porosidades de rechupe Exemplo de defeito de rechupe em FoFo cinzento por excesso de grau de
nucleação causando refluxo
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Efeito do grau de nucleação (cinzento)
Alto Baixo
131
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo cinzentos
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Rechupe primário
com refluxo Rechupe primário
132
EXEMPLOS DE RECHUPES EM PEÇAS DE FERRO FUNDIDO NODULAR
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 133
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo nodular
1. Alimentação correta da contração primária pelo massalote permitindo algum alívio de pressão
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
0,5 a 0,8 do módulo da peça
Sinal de refluxo no massalote
134
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo nodular
2. Alimentação insuficiente da contração primária pelo massalote
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
< 0,5 do módulo da peça
Presença de rebaixo
na superfície da peça
135
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo nodular
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Problema típico de
alimentação em peça de
FoFo nodular
136
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo nodular
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Alimentação
interrompida
por secção fina
intermediária
137
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo nodular
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Alimentação
interrompida
por secção fina
intermediária
138
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo nodular
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Alimentação
interrompida
por secção fina
intermediária
139
Falhas típicas de alimentação FoFo nodular – Região grossa isolada do
massalote por secção fina
Para peças de geometria
complexa, pode ser necessário
o uso de mais de um
massalote ou do
engrossamento de secções
finas intermediárias;
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 140
Alimentação
interrompida
por secção fina
intermediária
(não há rechupe
externo no
massalote)
Falhas típicas de alimentação FoFo nodular – Região grossa isolada do massalote por secção fina
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 141
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo nodular
2. Alimentação insuficiente da contração primária pelo massalote
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
< 0,5 do módulo da peça
Inchamento da peça
142
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo nodular
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Caso típico de inchamento em nodular geralmente
acompanhado de rechupe secundário
143
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo nodular
3. Alimentação da contração primária, mas com tempo excessivo de pescoço aberto (refluxo)
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014
> 0,8 do módulo da peça
Presença de rechupe
interno
Sinal de refluxo no massalote
144
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo nodular
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Pescoço com
módulo
excessivo
145
Porosidades de rechupe Desvios de processo mais freqüentes em FoFo nodular
Defeitos de Fundição -
Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals
2014
Pescoço com
módulo
excessivo
146
Falhas típicas de alimentação FoFo nodular – Massalote quente x massalote frio
Peça sem rechupe
(massalote quente)
Detalhe do
massalote quente
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 147
Falhas típicas de alimentação FoFo nodular – Massalote quente x massalote frio
Peça com rechupe
(massalote frio)
Detalhe do massalote
sem rechupe
(massalote frio)
Detalhe do rechupe
secundário
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 148
Peça com
rechupe
(massalote frio)
Detalhe do massalote
parcialmente
reenchido (massalote
frio) Detalhe dos rechupes na
superfície (depressão)
Falhas típicas de alimentação FoFo nodular – Massalote quente x massalote frio
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 149
Falhas típicas de alimentação FoFo nodular – Massalote quente x massalote frio
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 150
Falhas típicas de alimentação FoFo nodular – Massalote quente x massalote frio
Massalotes quentes (sem rechupe)
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 151
Falhas típicas de alimentação FoFo nodular – Massalote quente x massalote frio
Massalotes frios (com rechupe)
Defeitos de Fundição - Porosidades
Ricardo Fuoco - Metso Minerals 2014 152