Fundição e Controle de Ligas (Prevenção da Corrosão Intergranular)
Controle rigoroso da composição química: O aço inoxidável austenítico é altamente sensível ao teor de cromo (Cr) e níquel (Ni). Durante o processo de fundição, o cromo tende a queimar devido às altas temperaturas, exigindo um ajuste preciso antes do vazamento.
Controle do teor de silício: Um aumento moderado no teor de silício pode melhorar a fluidez do aço fundido, o que é crucial para impulsores com formatos complexos. No entanto, níveis excessivos podem levar à fragilidade a quente.
Desoxidação e Refino: O aço inoxidável austenítico é altamente suscetível à absorção de gases, sendo essencial garantir que o revestimento do forno esteja seco e utilizar agentes de refino de alta qualidade para evitar a formação de poros com aspecto de favo de mel no interior das peças fundidas.
2. Desafios Especiais nos Processos de Fundição
A contração linear é significativa: a taxa de contração linear do aço austenítico (aproximadamente 2,0% a 2,5%) é muito maior do que a do aço carbono comum.
Consequências: Se não for prevista uma margem de contração suficiente, as dimensões da peça fundida inevitavelmente excederão a tolerância; e é altamente provável que ocorram fissuras durante o processo de resfriamento.
Contramedida: Durante a fabricação do modelo, o coeficiente de contração deve ser ampliado. Além disso, reforços devem ser adicionados nos cantos da peça fundida e removidos após a desmoldagem para evitar fissuras.
Baixa fluidez (dificuldade de preenchimento): O aço inoxidável austenítico possui alta viscosidade e fluidez inferior em comparação ao aço carbono.
Contramedida:
Aumente a temperatura de vazamento: normalmente 20-50°C acima da temperatura do aço carbono.
A velocidade de vazamento deve ser rápida: siga o princípio do vazamento rápido para evitar interrupções no processo devido ao frio.
Sistema de exaustão preciso: O molde de areia deve ter boa permeabilidade. Recomenda-se o uso de areia resinada, evitando areia argilosa comum, pois o aço austenítico é altamente suscetível à formação de poros em areia úmida.
3. Tratamento térmico (o "soul" de peças fundidas austeníticas)
As peças fundidas austeníticas devem ser submetidas a tratamento de solubilização após a fundição e não podem ser usadas diretamente.
Tratamento de solução (1050°C - 1150°C):
Objetivo: Eliminar as tensões de fundição, garantir a distribuição uniforme dos elementos de liga e, principalmente, dissolver os carbonetos por meio da solubilização do carbono na matriz austenítica, obtendo-se assim resistência à corrosão e propriedades mecânicas ideais.
Resfriamento: O resfriamento rápido em água é essencial. Se a taxa de resfriamento for muito lenta, os carbonetos podem precipitar, fazendo com que o aço inoxidável perca sua resistência à corrosão e podendo até causar corrosão intergranular severa.
4. Pontos comuns de colisão
Adesão e rugosidade da areia: O aço austenítico fundido apresenta forte erosão química em moldes de areia a altas temperaturas.
Solução: O revestimento deve ser feito de pó de zircônio de alta qualidade ou revestimento à base de magnésia. Revestimentos comuns de pó de quartzo são propensos a aderir à superfície devido à reação de dissolução durante a fundição do aço inoxidável, tornando a limpeza ineficaz.
Trincas a quente: O aço austenítico apresenta resistência extremamente baixa e contração severa durante o estágio final de solidificação.
Sugestão: No projeto de moldes de areia, é essencial controlar a permeabilidade da areia (tornar o molde de areia mais macio) para evitar que a peça fundida fique presa pelo molde de areia durante a contração, o que poderia levar a rachaduras.