Desenvolvimento de liga de ferro fundido cinzento modificado com Nióbio para fabricação de discos de freio

Development of gray cast iron alloy modified by Niobium for brake disc production

RESUMO

Sistemas de freio a disco são utilizados em alta escala na indústria automotiva mundial, devido à sua eficiência, simplicidade do sistema e fácil manutenção. Neste trabalho, foram desenvolvidos discos de freio de ferro fundido cinzento modificado com nióbio. Foram estudadas as adições de nióbio de 0,11%, 0,17% e 0,26% à composição química de um ferro fundido cinzento comercial. Os discos de freio foram fundidos e usinados até as dimensões e acabamento finais para aplicação. A microestrutura foi avaliada utilizando um microscópio óptico e um software de análise de imagens digitais. O teste de desempenho da frenagem e desgaste foram realizados em um dinamômetro de inércia. Testes não destrutivos foram conduzidos usando líquidos penetrantes para revelar trincas após o teste de frenagem. Além disso, a geração de trincas devido a tensões mecânicas e térmicas cíclicas sofridas pelos discos durante o uso foi explicada. Com o aumento da adição de Nb, observou-se uma tendência ao aumento da estabilidade do atrito e velocidade de assentamento, diminuição da temperatura e redução da perda de desgaste. A adição de nióbio melhorou o comportamento dos discos de freio principalmente na redução ao desgaste do par de atrito, 31% para o disco e 15,5% para as pastilhas. Os melhores resultados foram encontrados no disco 4 com 0,26% de Nb.

Palavras-chave
Disco de freio; Ferro fundido cinzento; Nióbio; Desgaste; Fadiga térmica; Desempenho da frenagem