Análise integrada do uso de resfriadores na fundição de placa em ferro fundido alto cromo: efeitos em rechupe, dureza e microestrutura via simulação computacional e DoE

Resumo

Peças fundidas em ferro fundido alto cromo são amplamente empregadas em ambientes de desgaste severo, como na indústria de mineração, cimenteira e siderúrgica, devido à sua elevada dureza e excelente resistência à abrasão. Este trabalho investiga os efeitos do uso de resfriadores metálicos no molde sobre a microestrutura, a dureza e a formação de rechupes em peças fundidas conforme a norma ASTM A532 Classe III Tipo A. Para a definição da geometria dos resfriadores, foi adotada a metodologia estatística de planejamento de experimentos (DoE), permitindo a análise de 525 combinações geométricas distintas com suporte de simulação computacional. Foram fundidas quatro amostras, duas com e duas sem resfriadores, submetidas a ensaios metalográficos, de dureza e microdureza. Os resultados demonstraram que os resfriadores atuam como agentes de refino microestrutural, promovendo um aumento de dureza de até 100 HB, sem alteração significativa das fases predominantes, austenita e carbonetos do tipo M7C3, além de reduzir consideravelmente a presença de porosidades internas. A aplicação do DoE foi essencial para identificar, de forma sistemática e estatisticamente robusta, as dimensões mais eficazes dos resfriadores, destacando a largura como o parâmetro de maior influência na mitigação de defeitos. Como resultado, espera-se que as peças fundidas com resfriadores apresentem desempenho superior em aplicações abrasivas, com maior vida útil e menor necessidade de substituições em campo, contribuindo diretamente para a eficiência operacional e a confiabilidade dos equipamentos