<b>Effects of different inoculants on the microstructural characteristics of gray cast iron gg-25, hardness and useful life of tools

Abstract

ABSTRACT. Current study evaluated the machinability characteristics of parts, microstructure and mechanical properties when three different inoculants (IM-22 with FeSi-Ba/Zr; G-20 and FeSi-Ba; IMSR 75 with FeSi-Sr) were added in experiments carried out in a foundry. The research methodology was mailly based on the analysis of the machinability by the milling process of the specimens in gray cast iron GG-25, name according to DIN EN 1561.Evaluation of results is based on a thorough analysis of tool wear, surface finish, microstructural analysis, chemical composition and mechanical properties of the material. Results showed that among the studied inoculants strontium sulfide (SrS) was thermodynamically more stable than the others, because it leds towards a more negative free energy change of Gibbs and therefore more favorable to the formation of nuclei having greater critical radius (r c ), solidification with heterogeneous nucleation. Its inoculant was also more efficient in forming a more favorable microstructure, greater amounts of eutectic cells and, longer life of the insert when machined.Keywords: machinability, strontium sulfide, tool wear, critical radius, eutectic cells.Efeitos de diferentes inoculantes nas características microestruturais de ferro fundido cinzento gg-25, dureza e vida útil de ferramenta RESUMO. Este estudo avaliou, por meio de experimentos realizados em uma fundição, a atuação na adição de três inoculantes diferentes (IM-22 com FeSi-Ba/Zr, G-20 e FeSi-Ba, e IMSR 75 com FeSi-Sr), para observar características de usinabilidade de peças, microestrutura e propriedades mecânicas. A metodologia da pesquisa é baseada, principalmente, na análise da usinabilidade pelo processo de fresamento dos espécimes em ferro fundido cinzento GG-25, nomeado de acordo com DIN EN 1561. As maneiras de avaliação dos resultados se basearam em uma análise aprofundada do desgaste da ferramenta, do acabamento da superfície, da microestrutura, da composição química e das propriedades mecânicas do material da peça de trabalho. Os resultados mostraram que, entre os sulfetos gerados na estrutura, o sulfeto de estrôncio (SrS) foi termodinamicamente mais estável do que outros, pois leva a uma mudança livre de Gibbs, mais energia negativa e, portanto, mais favorável à formação de núcleos com raio crítico (r C ) maior, levando e permitindo a solidificação com nucleação heterogênea. No entanto, a inoculação pelo IMSR 75 foi mais eficaz na formação de uma microestrutura mais favorável, com uma maior quantidade de células eutéticas e maior tempo de vida do inserto na usinagem.Palavras-chave: usinabilidade, sulfeto de estrôncio, desgaste de ferramenta, raio critico, células eutéticas. IntrodutionCast iron is traditionally selected in many industrial applications due to its flexibility comprising good melting point, low cost (between 20 and 40% less than steel) and a wide range of mechanical properties. A though gray cast iron is a material that provides easy machining, due to the great amount of parts and volumes of this type of...

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“…Again The better inoculant creates better environment for producing more eutectic cell and finer austenitic grains so better hardness [13,14]. Again hardness value is proportional to tensile strength of the cast iron (same matrix) [15].…”