Setembro 2022 vol. 9 num. 2 - XXIX Simpósio Internacional de Engenharia Automotiva

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Efeito do Tempo de Solidificação sobre a Microestrutura e as Propriedades Mecânicas de Blocos de Motor Heavy Duty em Ferro Fundido Vermicular

Effect of Solidification Time on the Microstructure and Mechanical Properties of the Graphite Cast Iron for Heavy Duty Engine Blocks

HOEPERS, EVANDRO ; SOUZA, CARLOS ; VERRAN, GUILHERME OURIQUE ;

Artigo:

A microestrutura do ferro fundido vermicular além de ser influenciada por fatores como composição química, tratamento do líquido e tratamento térmico é fortemente afetada pelo tempo de solidificação. Este, durante a solidificação, é principalmente afetado pela espessura da seção, temperatura de fusão e da habilidade do material do molde em absorver calor. No entanto, o efeito desta variável nas propriedades mecânicas de diferentes seções de uma mesma peça é pouco relatado. Neste estudo, a influência do tempo de solidificação obtido por meio de simulação, sobre a microestrutura e as propriedades mecânicas do ferro fundido vermicular, foi avaliada a partir de corpos de provas extraídos de regiões com diferentes espessuras de parede de um bloco de motor. Foram observados aumentos progressivos até 100 MPa para o limite de resistência e até 70 MPa para o limite de escoamento com a diminuição do tempo de solidificação. Com base nos resultados foram elaborados modelos para predizer o efeito do tempo de solidificação sobre as propriedades mecânicas. Desta maneira, apresenta-se subsídios para os projetistas utilizarem dados de propriedades mecânicas mais otimizados que permitirão maiores reduções de espessura de paredes, resultando em melhores trocas térmicas e componentes mais leves.

Artigo:

The microstructure of compacted graphite iron, in addition to being influenced by factors such as chemical composition, liquid treatment and heat treatment, is strongly affected by the solidification time. That, during solidification, is mainly affected by section thickness, melting temperature and the ability of the mold material to absorb heat. However, the effect of that variable on the mechanical properties of different sections of the same part is rarely reported. In this study, the influence of the solidification time obtained through simulation, on the microstructure and mechanical properties of compacted graphite iron was evaluated from specimens extracted from specific regions of a heavy duty engine block with different sections. It was observed progressive increases of up to 100 MPa for the strength limit of up to 70 MPa for the yield limit with decreasing solidification time. With the set of results obtained, polynomial regression models were developed to predict the effect of solidification time on mechanical properties. In this way, subsidies are presented for designers to use more optimized mechanical property data that will allow greater wall thickness reductions, resulting in better thermal exchanges and lighter components.

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DOI: 10.5151/simea2022-PAP16

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Como citar:

HOEPERS, EVANDRO; SOUZA, CARLOS; VERRAN, GUILHERME OURIQUE; "Efeito do Tempo de Solidificação sobre a Microestrutura e as Propriedades Mecânicas de Blocos de Motor Heavy Duty em Ferro Fundido Vermicular", p. 88-95 . In: Anais do XXIX Simpósio Internacional de Engenharia Automotiva . São Paulo: Blucher, 2022.
ISSN 2357-7592, DOI 10.5151/simea2022-PAP16

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