BRPI0716636B1 - Liga de ferro fundido estável à temperatura - Google Patents
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Description
"LIGA DE FERRO FUNDIDO ESTÁVEL À TEMPERATURA" A presente invenção se refere a uma liga de ferro fundido que é estável à temperatura, tendo uma alta resistência ao desgaste sob temperaturas variando entre 500 e 900 °C.
Muitas das indústrias usam máquinas contendo peças de máquina que sofrem de significativo desgaste, sob temperaturas relativamente altas, por exemplo, acima de 500°C. Por exemplo, na indústria de fabricação de cimento, um dispositivo chamado de resfriador de clinquer é usado para resfriamento do clinquer de cimento, o qual é introduzido no dito dispositivo, proveniente de um forno anterior, sob uma temperatura variando entre 1300 e 1450°C. O clinquer de cimento é dirigido para o dispositivo resfriador de clinquer mediante meios apropriados de transporte, os quais, tipicamente, são feitos de alguma forma de elementos que se alternam na direção do movimento do clinquer, dessa forma, sendo expostos a significativo desgaste sob temperaturas variando entre 500 e 900°C.
Do documento de patente WO 2004/104253 é conhecida uma liga de ferro fundido resistente ao desgaste, tendo a seguinte composição expressa em percentagem por peso: - cromo: 12-25%; - carbono: 1,5-6%; - manganês: 2-7%; - silício: até 1,5%; - molibdênio: até 2%; - níquel: até 4%; - elementos de microliga selecionados do grupo que consiste de titânio, zircônio, nióbio, boro, vanádio e tungstênio: até 2% de cada um ou mais desses elementos; e - balanço: ferro De acordo com essa publicação, a liga é submetida a tratamento térmico, a fim de proporcionar à mesma uma matriz martensítica. Esse tipo de matriz é bastante dura e frágil e os elementos de máquinas fabricados de tal material são propensos a trincamento, caso submetidos a impactos ou golpes. Além disso, esse tipo de matriz não apresenta estabilidade térmica devido ao seu amolecimento sob temperaturas superiores a 400°C. 0 Requerente do presente Pedido de Patente também possui experiência com relação a uma liga de ferro fundido de acordo com a norma europeia 10295 (2002), material G-X40 CrNiSi25-12, n° 1.4837, o qual apresenta a seguinte composição expressa em percentagem por peso: - crorno: 24-27%; - carbono: 0,3-0,5%; - manganês: até 2%; - silício: 1,0-2,5%; - molibdênio: até 0,5%; - níquel: 11,0-14,0%; - fósforo: até 0,040%; e - enxofre: até 0,030%; e uma versão modificada tendo a seguinte composição expressa em percentagem por peso: - cromo: 24-26%; - carbono: 0,7-0,9%; - manganês: 0,6-1,0%; - silício: 1,5-2,0%; e - níquel: 2,5-3,5%. A experiência com esses dois materiais mostrou que depois de prolongado aquecimento em temperaturas entre 500 e 900°C, ambos os materiais tendem a formar uma fase sigma, que é uma fase inter-metálica frágil, consistindo de partes iguais de ferro e cromo, e devido essa fase ser frágil, tais materiais não são resistentes ao desgaste.
Constitui um objetivo da presente invenção, proporcionar uma liga de ferro fundido tendo uma alta resistência ao desgaste e uma reduzida tendência de formar uma fase sigma sob temperaturas entre 500 e 900°C, quando comparado com as ligas de ferro fundido atualmente disponíveis.
De acordo com a invenção, tal objetivo é alcançado mediante uma liga de ferro fundido que apresenta a seguinte composição expressa em percentagem por peso: - cromo: 15,0-20,0%; - carbono: 1,0-2,0%; - manganês: 1,5-2,0%; - silício: 0,8-1,2%; - níquel: 8,0-10,0%; - molibdênio: 0,8-1,2%; - balanço: ferro; e contendo inevitáveis contaminantes metálicos e não- metálicos, onde os contaminantes não-metálicos compreendem nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre.
Dessa forma, é obtida uma liga de ferro fundido tendo uma alta resistência ao desgaste, e uma reduzida tendência a formar a indesejada fase sigma se aquecida a temperaturas entre 500 e 900°C, quando comparado com as ligas conhecidas anteriormente mencionadas.
Experimentos de laboratório realizados pelo Requerente do presente Pedido de Patente indicaram que a liga de acordo com a invenção apresenta características significativamente aperfeiçoadas de resistência ao desgaste, se comparado com a liga de acordo com o padrão Europeu 10295 e a versão modificada da mesma, conforme definido acima. Os resultados de testes mostram que a liga de acordo com a invenção apresenta uma resistência ao desgaste que é de aproximadamente quatro vezes maior que aquela da liga de acordo com o padrão Europeu 10295 e duas vezes mais alta quanto aquela da versão modificada. Δ aperfeiçoada resistência ao desgaste pode principalmente ser atribuída à otimização da proporção de carbono-cromo, o que resulta na ótima formação de carbetos de cromo que constituem o componente da liga resistente ao desgaste.
Além disso, foram realizados experimentos de laboratório em um período de 8 semanas, durante os quais a liga de acordo com a invenção foi submetida a tratamento térmico sob uma temperatura de 500°C, com subseqüente exame de microscopia, tendo a liga mostrado significativa estabilidade térmica, devido a ausência de sinais de formação de fase sigma. A fim de evitar uma significativa deterioração das características mecânicas da liga de ferro, os contaminantes não-metálicos compreendendo nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre não devem exceder aos limites máximos especificados abaixo: - nitrogênio: máximo de 0,020; - oxigênio: máximo de 10 ppm; - fósforo: máximo de 0,040; e - enxofre: máximo de 0,030. A liga de ferro fundido de acordo com a invenção, preferivelmente, compreende de 16,5-19,5% em peso de cromo, mais preferivelmente, mais preferivelmente, 17,0-19,0% em peso de cromo.
Além disso, a liga de ferro fundido de acordo com a invenção compreende, preferivelmente, 1,25-1,85% em peso de carbono, mais preferivelmente, 1,5-1,7% em peso de carbono. A liga de ferro fundido de acordo com a invenção, preferivelmente, apresenta uma matriz austenítica. A liga de ferro fundido pode ser fabricada e fundida dentro de moldes, usando técnicas geralmente conhecidas. A liga de ferro fundido descrita é particularmente adequada para uso em conexão com peças de máquinas em resfriadores de clinquer, para resfriamento de clínquer de cimento.
Claims (6)
1. Liga de ferro fundido estável a altas temperaturas, apresentando uma alta resistência ao desgaste em temperaturas entre 500 e 900°C, caracterizada pelo fato de apresentar a seguinte composição expressa em percentagem por peso: - cromo: 15,0-20,0%; - carbono: 1,0-2,0%; - manganês: 1,5-2,0%; - silício: 0,8-1,2%; - níquel: 8,0-10,0%; - molibdênio: 0,8-1,2% - balanço: ferro; e contendo inevitáveis contaminantes metálicos e não- metálicos, onde os contaminantes não-metálicos compreendem nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre em concentrações que não excedem aos seguintes limites máximos: - nitrogênio: máximo de 0,020% em peso; - oxigênio: máximo de 10 ppm em peso; - fósforo: máximo de 0,040% em peso; e - enxofre: máximo de 0,030% em peso.
2. Liga de ferro fundido estável à temperatura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender 16,5-19,5 % em peso de cromo.
3. Liga de ferro fundido estável à temperatura, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de compreender 17,0-19,0 % em peso de cromo.
4. Liga de ferro fundido estável à temperatura, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de compreender 1,25-1,85% em peso de carbono.
5. Liga de ferro fundido estável à temperatura, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de compreender 1,5-1,7 % em peso de carbono.
6. Liga de ferro fundido estável à temperatura, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de apresentar uma matrizaustenitica.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06A | Notification to applicant to reply to the report for non-patentability or inadequacy of the application according art. 36 industrial patent law | ||
| B09A | Decision: intention to grant | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 12/06/2007, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |
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| B21F | Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time |
Free format text: REFERENTE A 9A ANUIDADE. |
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| B24J | Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi, resolution 113/2013 art. 12) |
Free format text: EM VIRTUDE DA EXTINCAO PUBLICADA NA RPI 2385 DE 20-09-2016 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDA A EXTINCAO DA PATENTE E SEUS CERTIFICADOS, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013. |