Structural Characteristics of Ductile Iron at Different Rare Earth Contribution from a Magnesium Ferrosilicon Alloy

Abstract

The structural characteristics of ductile irons were studied using different rare earth elements (REE) in Mg-FeSi treatment alloys (0.005 - 0.025%REEres), in un-inoculated and Ca-bearing FeSi in the mould inoculated irons. In relatively high purity base iron, in terms of anti-nodularising trace elements, (Thielman factor K = 0.7-0.8), increasing REE content after Mg-treatment aggravated the carbides tendency and decreased the nodular graphite compactness, in both un-inoculated and inoculated irons. Graphite parameters improve for lower REE content, and, in both cases, for inoculated irons. A low content of REEres (0.005 to 0.01%) for K < 0.8 is practical and sufficient in a Ca-bearing FeSi alloys inoculated iron to control carbides sensitivity and to sustain acceptable nodular graphite morphology formation.

Efeito Da Adição De Terras Raras Em Conjunto Com O Agente Nodularizante Fesimg Na Microestrutura E Propriedades Mecânicas Do Ferro Fundido Nodular J434 D4512

“…Para o fator K resultante de 1,03, os valores de terras raras de ambas adições foi o suficiente para neutralizar os elementos que degeneram a grafita e auxiliou o magnésio a torna a grafita mais esferoidal, já o acréscimo de 35% obtido nas amostras da liga B de terras raras, auxiliou na nucleação aumentando o número de nódulos por unidade de área, reduzindo seu tamanho e tornar o superesfriamento mais intenso, pois outras variáveis que afetam a quantidade de nódulos por unidade de área foram mantidas constantes, entre elas a principal é o processo de inoculação [2,16]. Este acréscimo de terras raras nas amostras da liga B não foi o suficiente para promover a degeneração da grafita e formar carbonetos conforme citado [5,6].…”

“…A técnica utilizada neste trabalho baseou-se no uso da panela rotativa, que consiste na adição do elemento nodularizante no reservatório localizado no fundo da panela e não entra em contato com o metal líquido durante seu enchimento, com isso é possível transportar o metal líquido do forno até a linha de vazamento sem que ocorra a reação, permitindo minimizar o fading do agente nodularizante, ou seja, o excesso de perda por volatilização do elemento nodularizante. Entre as matérias-primas utilizadas na fabricação do ferro fundido nodular, principalmente a sucata de aço, pode conter elementos químicos residuais do processo de fabricação ou adicionados propositalmente que são considerados deletérios para grafita esferoidal, por isso é importante a adição de terras raras para neutralizar este efeito indesejável, fornecer um efeito auxiliar ao magnésio para tornar a forma da grafita mais esferoidal e auxilia na nucleação da grafita [5,6].…”

“…Para a avaliar se o percentual dos elementos terras raras resultantes serão o suficiente para neutralizar o efeito deletério dos elementos Ti, As, Sn, Sb, Pb, Bi e Al na morfologia da grafita esferoidal, será utilizado o fator Thielman K, conforme Equação 1, onde recomenda-se para valores menores que 0,80 o percentual máximo de terras raras deve ser 0,010%, mas sua adição não é obrigatória. Já para valores de 0,80 a 2,00 a adição de terras raras é obrigatória, porém em excesso causa a degeneração da grafita e formação de carbonetos [5,6,10].…”