Orientador: Eugenio José ZoquiDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: O trabalho investigou os efeitos do cromo na tixoconformabilidade de um ferro fundido hipoeutético Fe¿2,5%C¿1,5%Si com objetivo de desenvolver novas ligas tixoconformáveis com baixa viscosidade e estabilidade microestrutural no estado semissólido. Ligas com composição Fe¿2,5%C¿x%Cr¿1,5%Si (x igual a 0, 3, 5 e 7%Cr) foram produzidas por fundição convencional em molde de areia sem qualquer método específico para produção de material semissólido. O procedimento de análise consistiu em aquecer amostras até o estado semissólido para uma fração de líquido de 50% (temperaturas determinadas pelo software Thermo-Calc), mantê-las nesta temperatura pelos tempos de permanência de 0, 30, 60 e 90s e então: 1) resfriá-las ao ar até a temperatura ambiente para avaliação da estabilidade microestrutural (caracterização microestrutural, tamanho de grãos, contiguidade, distribuição de cromo); 2) submetê-las a testes de compressão a quente para avaliação do comportamento reológico (tensão e viscosidade máximas durante a conformação no estado semissólido). Propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de dureza e flexão em três pontos. Ensaios de aquecimento in situ foram realizados para estudo da transição sólido-líquido das ligas. Os resultados mostraram grande estabilidade microestrutural das ligas, sem variações significativas em função do processamento no estado semissólido. As ligas contendo cromo apresentaram microestrutura composta por glóbulos de perlita cercados por ledeburita (perlita + M3C) para as ligas com 3 e 5%Cr e eutético perlita + M7C3 para as ligas com 7%Cr; a presença do cromo não comprometeu o comportamento reológico ¿ as faixas de tensão e viscosidade máximas mantiveram-se da ordem de 5MPa e 105Pa.s, respectivamente, níveis semelhantes aos observados para a liga Fe¿2,5%C¿1,5%Si. A dureza das ligas contendo cromo girou em torno de 50HRc e o limite de resistência à flexão foi da ordem de 1000MPa. Todas as ligas avaliadas apresentaram-se pouco dúcteis, com superfície de fratura evidenciando comportamento predominantemente frágil e deformação máxima em flexão não maior que 1,5% para a liga 0%Cr. Assim, adições de cromo mostraram-se uma rota eficiente para aumento da dureza da liga Fe¿2,5%C¿1,5%Si permitindo a manutenção de baixos níveis de tensão e viscosidade durante o processamento no estado semissólidoAbstract: This work investigated the effects of chromium in the thixoformability of the Fe¿2.5%C¿1.5%Si hypoeutectic cast iron aiming to develop new semisolid alloys with low viscosity and morphological stability at the semisolid state. Fe¿2.5%C¿x%Cr¿1.5%Si alloys (x equal to 0, 3, 5 e 7%Cr) were produced by sand casting at the IMBIL company without any particular semisolid production method. The experimental procedure consisted in heating samples to the semisolid state at 50% of liquid phase (temperatures for each alloy were determined by Thermo-Calc software), held them at this temperature for 0, 30, 60 and 90s and then: 1) cool them to the room temperature to analyze the morphological stability (microstructural characterization, grain size, contiguity, chromium profile); 2) subject them to a hot compression test to analyze the rheological behaviour (maximum stress and maximum viscosity during the semisolid processing). Mechanical properties were evaluated by means of hardness tests and three point bending tests for both as cast and thixoformed samples. SEM/EDS and XRD analysis were conducted to evaluate the carbides presented in the microstructure of chromium alloyed alloys. In situ heating experiments using a Laser Scanning Confocal Microscope were conducted to evaluate the solid-to-liquid transition. Results pointed to a great stability for all alloys with minimum variations of microstructure with the increasing of holding time from 0 to 90s ¿ similar microstructures and mechanical properties were found for all samples. Rheological behaviour pointed to maximum stress in the order of 5MPa and maximum viscosity in the order of 105Pa.s, similar to the behaviour of Al-Si alloys during semisolid processing. Also, the addition of chromium has been proved to be an efficient route to improve hardness for Fe¿2.5%C¿1.5%Si hypoeutectic cast iron with no significant losses in terms of semisolid behaviourMestradoMateriais e Processos de FabricaçãoDoutor em Engenharia Mecânica2011/19997-0FAPESP