BR112016015487B1 - composite metal product and method for centrifugally melting a composite metal product - Google Patents

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Abstract

PRODUTO DE METAL COMPÓSITO Trata-se de um produto de metal compósito fundido centrifugamente que tem um eixo geométrico de simetria de rotação e uma massa de pelo menos 5 kg, que compreende um metal hospedeiro e partículas refratárias de sólido insolúvel de um material refratário em uma distribuição não uniforme ao longo do metal hospedeiro. As partículas têm uma densidade que é até 30% da densidade do metal hospedeiro em sua temperatura de fundição.COMPOSITE METAL PRODUCT This is a centrifugally cast composite metal product that has a geometric axis of rotation symmetry and a mass of at least 5 kg, comprising a host metal and refractory particles of insoluble solid of a refractory material in a non-uniform distribution across the host metal. The particles have a density that is up to 30% of the host metal's density at its melting temperature.

Description

CAMPO DA TÉCNICAFIELD OF TECHNIQUE

[0001] A presente revelação refere-se a um método para fundição centrífuga de um produto de metal compósito, em que o produto finalizado tipicamente varia em massa de 20 a 5.000 kg, de modo que tenha uma matriz de metal hospedeiro, tipicamente uma matriz de metal ferroso e que compreende uma camada de superfície externa, nominalmente 1 a 20 mm de espessura, de partículas refratárias insolúveis duras para resistência ao desgaste melhorada.[0001] The present disclosure relates to a method for centrifugal casting of a composite metal product, in which the finished product typically ranges in mass from 20 to 5,000 kg, so that it has a host metal matrix, typically a matrix of ferrous metal and comprising an outer surface layer, nominally 1 to 20 mm thick, of hard insoluble refractory particles for improved wear resistance.

[0002] A presente revelação também se refere a produtos de metal compósito fundido centrifugamente.[0002] The present disclosure also relates to centrifugally cast composite metal products.

[0003] No contexto da presente revelação, o termo “partículas refratárias” é entendido por incluir partículas de carbonetos e/ou nitretos e/ou boretos de alto ponto de fusão de qualquer um ou mais do que um dos nove metais de transição titânio, zircônio, háfnio, vanádio, nióbio, tântalo, molibdênio de cromo e tungstênio disperso em um metal hospedeiro rígido, que age como uma fase aglutinante. Cada uma de tais partículas refratárias é uma partícula de um material refratário e é denominada no presente documento de “material refratário”. Tipicamente, o metal hospedeiro é uma liga de metal ferroso. O metal hospedeiro também pode ser superligas à base de níquel e à base de cobalto.[0003] In the context of the present disclosure, the term "refractory particles" is understood to include particles of high melting point carbides and/or nitrides and/or borides of any one or more than one of the nine titanium transition metals, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium molybdenum and tungsten dispersed in a rigid host metal, which acts as a binding phase. Each such refractory particle is a particle of a refractory material and is referred to herein as a “refractory material”. Typically, the host metal is a ferrous metal alloy. The host metal can also be nickel-based and cobalt-based superalloys.

[0004] No contexto da presente revelação, é entendido que o termo “insolúvel” significa, para todas as finalidades e propósitos, que o material refratário não é solúvel no metal hospedeiro nas temperaturas de fusão, tipicamente em uma faixa de 1.200 a 1.600 °C para metais hospedeiros ferrosos. Pode haver uma solubilidade limitada. Entretanto, as partículas refratárias são essencialmente distintas do metal hospedeiro ao ponto que haja um particionamento negligenciável dos elementos nas partículas de material refratário para o metal hospedeiro durante o método de fundição e no produto solidificado.[0004] In the context of the present disclosure, it is understood that the term "insoluble" means, for all purposes and purposes, that the refractory material is not soluble in the host metal at melting temperatures, typically in a range of 1,200 to 1,600° C for ferrous host metals. There may be limited solubility. However, the refractory particles are essentially distinct from the host metal to the extent that there is negligible partitioning of the elements in the refractory material particles to the host metal during the casting method and in the solidified product.

SUMÁRIO DA REVELAÇÃODISCLOSURE SUMMARY

[0005] Em um primeiro aspecto, são reveladas as modalidades de um produto de metal compósito fundido centrifugamente que tem um eixo geométrico de simetria de rotação e uma massa de pelo menos 5 kg, tipicamente pelo menos 10 kg e, mais tipicamente, pelo menos 20 kg e que compreende um hospedeiro de metal e partículas sólidas insolúveis de um material refratário em uma distribuição não uniforme ao longo do metal hospedeiro, em que as partículas têm uma densidade que é até 30%, tipicamente até 20% da densidade do hospedeiro de metal em sua temperatura de fusão.[0005] In a first aspect, modalities of a centrifugally cast composite metal product are disclosed that have a geometric axis of rotation symmetry and a mass of at least 5 kg, typically at least 10 kg and more typically at least 20 kg and comprising a host of metal and solid insoluble particles of a refractory material in a non-uniform distribution throughout the host metal, wherein the particles have a density that is up to 30%, typically up to 20% of the host's density of metal at its melting temperature.

[0006] O produto de metal compósito compreende duas zonas distintas ao longo do material solidificado, designadamente, uma zona de partículas sólidas insolúveis do material refratário e uma região pelo menos substancialmente livre de partícula refratária do metal hospedeiro, em que as partículas refratárias são essencialmente distintas do metal hospedeiro ao ponto que não haja nenhum particionamento negligenciável de elementos nas partículas de material refratário para o metal hospedeiro na temperatura de fusão e no produto solidificado.[0006] The composite metal product comprises two distinct zones along the solidified material, namely, a zone of insoluble solid particles of the refractory material and a region at least substantially free of refractory particle of the host metal, in which the refractory particles are essentially distinct from the host metal to the extent that there is no negligible partitioning of elements in the particles of material refractory to the host metal at the melting temperature and solidified product.

[0007] O recurso da invenção de partículas sólidas do material refratário que são insolúveis no metal hospedeiro na temperatura de fusão e após a solidificação distingue a invenção de propostas na técnica anterior, tais como o documento JPS632864, para a adição de ferroligas (a) Fe-W, (b) Fe-Mo e (c) Fe-Cr a uma liga ferrosa de hospedeiro que forma respectivamente (a) carboneto de tungstênio, (b) carboneto de molibdênio e (c) carboneto de cromo, que são solúveis em graus variados no metal hospedeiro nas temperaturas de fusão comuns. Como uma consequência, nesses sistemas, a % em volume de carbonetos refratários insolúveis duros na microestrutura é substancialmente reduzida e o tungstênio e/ou molibdênio e/ou cromo dissolvido pode influenciar adversamente as propriedades físicas e químicas do metal hospedeiro à temperatura ambiente em uma quantidade desconhecida, (por exemplo, rigidez reduzida e uma resposta diferente ao tratamento térmico).[0007] The feature of the invention of solid particles of refractory material that are insoluble in the host metal at the melting temperature and after solidification distinguishes the invention from prior art proposals, such as JPS632864, for the addition of ferroalloys (a) Fe-W, (b) Fe-Mo and (c) Fe-Cr to a ferrous host alloy that respectively form (a) tungsten carbide, (b) molybdenum carbide and (c) chromium carbide, which are soluble to varying degrees in the host metal at common melting temperatures. As a consequence, in these systems, the % by volume of hard insoluble refractory carbides in the microstructure is substantially reduced and dissolved tungsten and/or molybdenum and/or chromium can adversely influence the physical and chemical properties of the host metal at room temperature in an amount unknown, (eg, reduced stiffness and a different response to heat treatment).

[0008] Em algumas modalidades, as partículas refratárias podem ter uma densidade que é superior à do metal hospedeiro, em que nesse caso, haverá uma concentração superior das partículas refratárias em direção a uma superfície externa do produto de metal centrifugamente fundido compósito.[0008] In some embodiments, the refractory particles may have a density that is higher than that of the host metal, in which case, there will be a higher concentration of the refractory particles toward an outer surface of the composite centrifugally cast metal product.

[0009] Em algumas modalidades, as partículas refratárias podem ter uma densidade que é inferior à do metal hospedeiro, sendo que nesse caso haverá uma concentração superior das partículas refratárias em direção a uma superfície interna do produto.[0009] In some embodiments, the refractory particles may have a density that is lower than that of the host metal, in which case there will be a higher concentration of refractory particles towards an internal surface of the product.

[0010] Em algumas modalidades, a distribuição não uniforme de partículas refratárias pode compreender uma primeira concentração de partículas refratárias em uma camada de superfície externa ou interna do produto que é superior a uma segunda concentração de partículas refratárias em outra camada no produto.[0010] In some embodiments, the non-uniform distribution of refractory particles may comprise a first concentration of refractory particles in an outer or inner surface layer of the product that is greater than a second concentration of refractory particles in another layer in the product.

[0011] Em algumas modalidades, a primeira concentração de partículas refratárias na camada de superfície externa do produto pode ser pelo menos 50% em volume, tipicamente pelo menos 60% em volume, tipicamente pelo menos 70% em volume e, mais tipicamente, 50 a 120% em volume maior do que a porcentagem em volume nominal do material refratário no produto.[0011] In some embodiments, the first concentration of refractory particles in the outer surface layer of the product may be at least 50% by volume, typically at least 60% by volume, typically at least 70% by volume, and more typically 50 120% by volume greater than the nominal volume percentage of the refractory material in the product.

[0012] Em algumas modalidades, a primeira concentração de partículas refratárias na camada de superfície externa do produto pode ser pelo menos 10%, tipicamente pelo menos 20%, tipicamente menos do que 40% e, mais tipicamente, em uma faixa de 10 a 40% em volume do volume total da camada de superfície externa.[0012] In some embodiments, the first concentration of refractory particles in the outer surface layer of the product may be at least 10%, typically at least 20%, typically less than 40%, and more typically in a range of 10 to 40% by volume of the total volume of the outer surface layer.

[0013] Em algumas modalidades, a segunda concentração de partículas refratárias na camada externa do produto pode estar em uma faixa de 2 a 4,5% em volume, tipicamente 2 a 3,5% em volume do volume total da outra camada.[0013] In some embodiments, the second concentration of refractory particles in the outer layer of the product may be in a range of 2 to 4.5% by volume, typically 2 to 3.5% by volume of the total volume of the other layer.

[0014] Em algumas modalidades, a camada de superfície externa ou interna do produto pode se estender por pelo menos 5%, tipicamente pelo menos 20%, mais tipicamente, pelo menos 25% da espessura radial do produto a partir da superfície externa ou interna.[0014] In some embodiments, the outer or inner surface layer of the product may extend for at least 5%, typically at least 20%, more typically at least 25% of the radial thickness of the product from the outer or inner surface .

[0015] Em algumas modalidades, a camada de superfície externa ou interna do produto pode se estender por menos do que 50%, tipicamente menos do que 40%, mais tipicamente, menos do que 30% e, mais tipicamente, menos do que 20% da espessura radial do produto a partir da superfície externa ou interna.[0015] In some embodiments, the outer or inner surface layer of the product may extend for less than 50%, typically less than 40%, more typically less than 30%, and more typically less than 20 % of radial product thickness from outer or inner surface.

[0016] Em algumas modalidades, a camada de superfície externa ou interna do produto pode se estender por pelo menos 10 mm, tipicamente pelo menos 20 mm, tipicamente menos do que 50 mm, tipicamente 1 a 50 e, mais tipicamente, 5 a 20 mm a partir da superfície externa ou interna.[0016] In some embodiments, the outer or inner surface layer of the product may extend for at least 10 mm, typically at least 20 mm, typically less than 50 mm, typically 1 to 50, and more typically 5 to 20 mm from the outer or inner surface.

[0017] Em algumas modalidades, a primeira concentração de partículas refratárias na camada de superfície externa do produto pode estar em uma faixa de pelo menos 5% em volume, tipicamente pelo menos 10% em volume, tipicamente 5 a 90% em volume e, mais tipicamente, 10 a 40% em volume do volume total das partículas.[0017] In some embodiments, the first concentration of refractory particles in the outer surface layer of the product may be in a range of at least 5% by volume, typically at least 10% by volume, typically 5 to 90% by volume, and, more typically 10 to 40% by volume of the total volume of particles.

[0018] Em algumas modalidades, a concentração geral das partículas refratárias no produto pode ser pelo menos 5% em volume, tipicamente pelo menos 10% em volume e, mais tipicamente, em uma faixa de 5 a 50% em volume do volume total do produto.[0018] In some embodiments, the overall concentration of refractory particles in the product may be at least 5% by volume, typically at least 10% by volume, and more typically in a range of 5 to 50% by volume of the total volume of the product.

[0019] Em algumas modalidades, a concentração geral das partículas refratárias no produto pode estar em uma faixa de 5 a 40% em volume do volume total do produto.[0019] In some modalities, the general concentration of refractory particles in the product may be in a range of 5 to 40% by volume of the total volume of the product.

[0020] Em algumas modalidades, a concentração geral das partículas refratárias no produto pode estar em uma faixa de 5 a 20% em volume do volume total do produto.[0020] In some modalities, the general concentration of refractory particles in the product can be in a range of 5 to 20% by volume of the total volume of the product.

[0021] Em algumas modalidades, as partículas refratárias podem ser carbonetos e/ou boretos e/ou nitretos de um ou mais de um metal de transição em que as partículas são uma mistura química (em oposição a uma mistura química) dos carbonetos e/ou boretos e/ou nitretos dos metais de transição. Em outras palavras, no caso de carbonetos, as partículas refratárias podem ser do tipo descrito como (M1, M2)C ou (M1, M2, M3)C, em que “M” é um metal de transição. Um exemplo que é discutido adicionalmente no presente documento é (Nb,Ti,W)C.[0021] In some embodiments, the refractory particles can be carbides and/or borides and/or nitrides of one or more of a transition metal where the particles are a chemical mixture (as opposed to a chemical mixture) of the carbides and/ or transition metal borides and/or nitrides. In other words, in the case of carbides, the refractory particles can be of the type described as (M1, M2)C or (M1, M2, M3)C, where “M” is a transition metal. An example that is discussed further in this document is (Nb,Ti,W)C.

[0022] O metal hospedeiro pode ser qualquer metal hospedeiro adequado. O metal hospedeiro pode ser uma liga ferrosa, tal como um aço inoxidável ou um aço de manganês austenítico ou um ferro fundido. O metal hospedeiro pode ser um metal não ferroso hospedeiro, tal como titânio ou uma liga de titânio.[0022] The host metal may be any suitable host metal. The host metal can be a ferrous alloy, such as stainless steel or an austenitic manganese steel or cast iron. The host metal can be a non-ferrous host metal, such as titanium or a titanium alloy.

[0023] Em algumas modalidades, o metal hospedeiro pode ser uma liga que compreende qualquer uma das ligas a seguir:[0023] In some embodiments, the host metal may be an alloy comprising any of the following alloys:

[0024] (a) aço Hadfield para uso, por exemplo, em capas de trituradores giratórios;[0024] (a) Hadfield steel for use, for example, in hoods of rotary crushers;

[0025] (b) aço inoxidável 420C para uso, por exemplo, em mangas de eixo em bombas de pasta fluida; e[0025] (b) 420C stainless steel for use, for example, in stub shafts in slurry pumps; and

[0026] (c) ferro fundido branco de alto teor de cromo.[0026] (c) high chromium white cast iron.

[0027] Conforme usado em algumas modalidades, o aço Hadfield pode compreender:[0027] As used in some modalities, Hadfield steel can comprise:

[0028] 1,0 a 1,4% em peso de C,[0028] 1.0 to 1.4% by weight of C,

[0029] 0,0 a 1,0% em peso de Si,[0029] 0.0 to 1.0% by weight of Si,

[0030] 10 a 15% em peso de Mn,[0030] 10 to 15% by weight of Mn,

[0031] 0,0 a 3,0% em peso de Mo,[0031] 0.0 to 3.0% by weight of Mo,

[0032] 0,0 a 5,0% em peso de Cr,[0032] 0.0 to 5.0% by weight of Cr,

[0033] 0,0 a 2,0% em peso de Ni,[0033] 0.0 to 2.0% by weight of Ni,

[0034] em que o restante é Fe e impurezas incidentais.[0034] where the remainder is Fe and incidental impurities.

[0035] Conforme usado em algumas modalidades, o aço inoxidável 420C pode compreender:[0035] As used in some embodiments, 420C stainless steel may comprise:

[0036] 0,3 a 0,5% em peso de C,[0036] 0.3 to 0.5% by weight of C,

[0037] 0,5 a 1,5% em peso de Si,[0037] 0.5 to 1.5% by weight of Si,

[0038] 0,5 a 3,0% em peso de Mn,[0038] 0.5 to 3.0% by weight of Mn,

[0039] 0,0 a 0,5% em peso de Mo,[0039] 0.0 to 0.5% by weight of Mo,

[0040] 10 a 14% em peso de Cr,[0040] 10 to 14% by weight of Cr,

[0041] 0,0 a 1,0% em peso de Ni,[0041] 0.0 to 1.0% by weight of Ni,

[0042] em que o restante é Fe e impurezas incidentais.[0042] where the remainder is Fe and incidental impurities.

[0043] Conforme usado em algumas modalidades, o ferro fundido branco de alto teor de cromo pode compreender:[0043] As used in some embodiments, high chromium white cast iron may comprise:

[0044] 1,5 a 4,0% em peso de C,[0044] 1.5 to 4.0% by weight of C,

[0045] 0,0 a 1,5% em peso de Si,[0045] 0.0 to 1.5% by weight of Si,

[0046] 0,5 a 7,0% em peso de Mn,[0046] 0.5 to 7.0% by weight of Mn,

[0047] 0,0 a 1,0% em peso de Mo,[0047] 0.0 to 1.0% by weight of Mo,

[0048] 15 a 35% em peso de Cr,[0048] 15 to 35% by weight of Cr,

[0049] 0,0 a 1,0% em peso Ni,[0049] 0.0 to 1.0% by weight Ni,

[0050] em que o restante é Fe e impurezas incidentais.[0050] where the remainder is Fe and incidental impurities.

[0051] O produto de metal compósito pode ser qualquer produto que seja adaptado para ser fundido centrifugamente e exige propriedades de alto desgaste e alta rigidez. Os exemplos de tais produtos incluem uma capa de triturador giratório para um triturador primário, secundário ou terciário, uma manga de eixo de bomba de pasta fluida, cilindros para uso em trituradores (inclusive cilindros de diâmetro grande que são da ordem de 1 m de diâmetro com espessuras de parede radial em uma faixa de 300 a 400 mm) e outros componentes de trituradores e bombas.[0051] The composite metal product can be any product that is adapted to be centrifugally cast and requires high wear and high stiffness properties. Examples of such products include a rotary crusher cover for a primary, secondary or tertiary crusher, a slurry pump shaft sleeve, rollers for use in crushers (including large diameter rollers that are on the order of 1 m in diameter with radial wall thicknesses in a range of 300 to 400 mm) and other crusher and pump components.

[0052] Em um segundo aspecto, são reveladas modalidades em que o produto de metal compósito do primeiro aspecto pode ser uma capa de triturador giratório para um triturador primário, secundário ou terciário.[0052] In a second aspect, embodiments are disclosed in which the composite metal product of the first aspect may be a rotary crusher cover for a primary, secondary or tertiary crusher.

[0053] Em um terceiro aspecto, são reveladas modalidades em que o produto de metal compósito do primeiro aspecto pode ser uma manga de eixo de bomba de pasta fluida.[0053] In a third aspect, embodiments are disclosed wherein the composite metal product of the first aspect may be a slurry pump shaft sleeve.

[0054] Em um quarto aspecto, são reveladas modalidades de um método para fundir centrifugamente um produto de metal compósito que tem um eixo geométrico de simetria de rotação e uma massa de pelo menos 5 kg, tipicamente pelo menos 10 kg e, mais tipicamente, pelo menos 20 kg e que compreende um metal hospedeiro e uma dispersão não uniforme de partículas refratárias de sólido insolúvel de um material refratário, em que o método compreende:[0054] In a fourth aspect, embodiments of a method for centrifugally casting a composite metal product having a geometric axis of rotation symmetry and a mass of at least 5 kg, typically at least 10 kg, and more typically, are disclosed at least 20 kg and comprising a host metal and a non-uniform dispersion of refractory particles of insoluble solid of a refractory material, the method comprising:

[0055] (a) formar uma pasta fluida que compreende partículas sólidas do material refratário dispersas em um metal hospedeiro líquido, em que as partículas refratárias compreendem 5 a 50% em volume, tipicamente 5 a 40% em volume do volume total da pasta fluida, em que as partículas refratárias são insolúveis a uma temperatura de fusão e em que as partículas refratárias têm uma densidade que é até 30%, tipicamente até 20% da densidade do hospedeiro de metal na temperatura de fusão; e[0055] (a) form a slurry comprising solid particles of the refractory material dispersed in a liquid host metal, wherein the refractory particles comprise 5 to 50% by volume, typically 5 to 40% by volume of the total volume of the slurry wherein the refractory particles are insoluble at a melting temperature and wherein the refractory particles have a density that is up to 30%, typically up to 20% of the metal host density at the melting temperature; and

[0056] (b) verter a pasta fluida em um molde para o produto de metal compósito e fundir centrifugamente o produto no molde e obter uma distribuição não uniforme de partículas refratárias de sólido insolúvel ao longo do metal hospedeiro.[0056] (b) pouring the slurry into a mold for the composite metal product and centrifugally melting the product in the mold and obtaining a non-uniform distribution of refractory particles of insoluble solid throughout the host metal.

[0057] Em algumas modalidades, a etapa (a) pode compreender formar as partículas refratárias in situ no metal hospedeiro submetido à fusão e dispersar as partículas em uma forma submetida à fusão do metal hospedeiro.[0057] In some embodiments, step (a) may comprise forming the refractory particles in situ in the molten host metal and dispersing the particles into a molten form of the host metal.

[0058] Em algumas modalidades, a etapa (a) pode compreender adicionar partículas refratárias a uma forma submetida à fusão do metal hospedeiro.[0058] In some embodiments, step (a) may comprise adding refractory particles to a molten form of the host metal.

[0059] Em algumas modalidades, as etapas (a) e (b) podem ser executadas em um ambiente inerte, tal como em uma atmosfera de gás inerte.[0059] In some embodiments, steps (a) and (b) can be performed in an inert environment, such as an inert gas atmosphere.

[0060] Em algumas modalidades, a etapa (b) pode compreender preparar o molde formando-se um ambiente inerte no interior do molde.[0060] In some embodiments, step (b) may comprise preparing the mold by forming an inert environment inside the mold.

[0061] Em algumas modalidades, a etapa (b) pode compreender girar o molde ao redor do eixo geométrico subsequente a e/ou ao verter a pasta fluida no molde para causar uma concentração de partículas refratárias na superfície externa ou próxima à mesma ou em uma superfície interna do produto de metal compósito ou próxima à mesma, que é maior do que a concentração de partículas em outra parte no produto.[0061] In some embodiments, step (b) may comprise rotating the mold around the geometric axis subsequent to and/or pouring the slurry into the mold to cause a concentration of refractory particles on or near the external surface or in a internal surface of or near the composite metal product, which is greater than the concentration of particles elsewhere in the product.

[0062] Em algumas modalidades, a etapa (b) pode compreender girar o molde em um Fator G de 10 a 120, em que o Fator G é a força centrífuga que atua sobre um corpo giratório dividido pela força gravitacional.[0062] In some embodiments, step (b) may comprise rotating the mold in a G Factor from 10 to 120, in which the G Factor is the centrifugal force acting on a rotating body divided by the gravitational force.

[0063] Em algumas modalidades, a etapa (b) pode compreender girar o molde a uma velocidade periférica de 2,5 a 25 m/s.[0063] In some embodiments, step (b) may comprise rotating the mold at a peripheral speed of 2.5 to 25 m/s.

[0064] Em algumas modalidades, a etapa (b) pode compreender girar o molde por tempo suficiente para obter a distribuição não uniforme de partículas sólidas ao longo do metal hospedeiro.[0064] In some embodiments, step (b) may comprise rotating the mold long enough to obtain non-uniform distribution of solid particles throughout the host metal.

[0065] Em algumas modalidades, a etapa (b) pode compreender girar o molde até que o metal hospedeiro tenha se solidificado.[0065] In some embodiments, step (b) may comprise rotating the mold until the host metal has solidified.

[0066] Em algumas modalidades, a etapa (b) pode compreender verter a pasta fluida no molde a uma temperatura de fusão em uma faixa de 1.200 a 2.000 °C, tipicamente em uma faixa de 1.350 a 1.650 °C.[0066] In some embodiments, step (b) may comprise pouring the slurry into the mold at a melting temperature in a range of 1200 to 2000 °C, typically in a range of 1350 to 1650 °C.

[0067] Em algumas modalidades, o método pode compreender selecionar os parâmetros de produção para formar a pasta fluida na etapa (a) que tem uma fluidez necessária para processamento na etapa (b).[0067] In some embodiments, the method may comprise selecting production parameters to form the slurry in step (a) that has a fluidity required for processing in step (b).

[0068] Os parâmetros de produção podem compreender qualquer um ou mais dentre o tamanho de partícula, reatividade, densidade e solubilidade dos materiais refratários, conforme descrito no Pedido de patente internacional PCT/AU2011/000092 (W02011/094800) no nome da presente cessionária. A revelação no Pedido internacional está incorporada no presente documento a título de referência remissiva. A densidade e a solubilidade dos materiais refratários são discutidas abaixo.[0068] The production parameters may comprise any one or more of the particle size, reactivity, density and solubility of the refractory materials, as described in the international patent application PCT/AU2011/000092 (W02011/094800) in the name of the present assignee . The disclosure in the International Application is incorporated herein by reference. Density and solubility of refractory materials are discussed below.

[0069] A densidade do material refratário das partículas, em comparação com a densidade do metal hospedeiro no estado líquido, é um parâmetro a ser considerado durante o método da presente revelação para controlar a dispersão de partículas refratárias no metal hospedeiro quente,[0069] The density of the refractory material of the particles, compared to the density of the host metal in the liquid state, is a parameter to be considered during the method of the present disclosure to control the dispersion of refractory particles in the hot host metal,

[0070] A densidade nominal de um metal líquido ferroso hospedeiro a 1.400 °C é 6,9 gramas/cc. Quando as partículas refratárias sob a forma de partículas de carboneto de tungstênio (WC), com uma densidade de 15,7 gramas/cc a 25 °C, forem adicionadas a um metal ferroso hospedeiro para formar a pasta fluida, as partículas de WC irão se submergir ao fundo da pasta fluida. Quando as partículas refratárias sob a forma de partículas de carboneto de titânio (TiC), com uma densidade de 4,8 gramas/cc a 1.400 °C, forem adicionadas ao mesmo metal ferroso hospedeiro, as partículas de TiC irão flutuar ao topo da pasta fluida. As partículas refratárias sob a forma de carboneto de nióbio (NbC), com uma densidade de 7,7 gramas/cc a 1.400 °C, são significativamente próximas à densidade do metal líquido ferroso hospedeiro em 6,9 gramas/cc e são menos propensas à segregação descrita acima no metal ferroso hospedeiro líquido do que TiC ou WC.[0070] The nominal density of a host ferrous liquid metal at 1400 °C is 6.9 grams/cc. When refractory particles in the form of tungsten carbide (WC) particles with a density of 15.7 grams/cc at 25 °C are added to a host ferrous metal to form the slurry, the WC particles will if submerged to the bottom of the slurry. When refractory particles in the form of titanium carbide (TiC) particles, with a density of 4.8 grams/cc at 1400 °C, are added to the same host ferrous metal, the TiC particles will float to the top of the slurry. fluid. Refractory particles in the form of niobium carbide (NbC), with a density of 7.7 grams/cc at 1400 °C, are significantly close to the density of the host ferrous liquid metal at 6.9 grams/cc and are less prone to the segregation described above in the liquid host ferrous metal than TiC or WC.

[0071] O TiC com uma densidade de 4,9 gramas/cc a 25 °C, é completamente solúvel em NbC, que tem uma densidade de 7,8 gramas/cc a 25 °C. Portanto, as partículas refratárias com densidades na faixa de 4,9 a 7,8 gramas/cc a 25 °C podem ser obtidas selecionando-se partículas de (Nb,Ti)C com os teores exigidos de nióbio e titânio.TiC with a density of 4.9 grams/cc at 25°C is completely soluble in NbC, which has a density of 7.8 grams/cc at 25°C. Therefore, refractory particles with densities in the range of 4.9 to 7.8 grams/cc at 25 °C can be obtained by selecting (Nb,Ti)C particles with the required contents of niobium and titanium.

[0072] O carboneto de tungstênio (WC) com uma densidade de 15,7 gramas/cc a 25 °C, é principalmente solúvel em NbC, TiC e (Nb,Ti)C. Portanto, as partículas refratárias com densidades na faixa de 4,8 a 15,7 gramas/cc a 25 °C podem ser obtidas selecionando-se partículas de (Nb,Ti,W)C com os teores exigidos de nióbio, titânio e tungstênio.[0072] Tungsten carbide (WC) with a density of 15.7 grams/cc at 25 °C, is mainly soluble in NbC, TiC and (Nb,Ti)C. Therefore, refractory particles with densities in the range of 4.8 to 15.7 grams/cc at 25 °C can be obtained by selecting (Nb,Ti,W)C particles with the required contents of niobium, titanium and tungsten .

[0073] Todas as partículas refratárias descritas através da fórmula (Nb,Ti,W)C são insolúveis em metais hospedeiros ferrosos líquidos em temperaturas de fusão na faixa de 1.200 a 1.600 °C.[0073] All refractory particles described through the formula (Nb,Ti,W)C are insoluble in liquid ferrous host metals at melting temperatures ranging from 1200 to 1600 °C.

[0074] O carboneto de nióbio e o carboneto de titânio têm estruturas de cristal similares e são isomorfos.[0074] Niobium carbide and titanium carbide have similar crystal structures and are isomorphic.

[0075] É evidente a partir do que foi supracitado que selecionar a razão de Nb:Ti necessária em um composto químico de (Nb,Ti)C ou a razão de Nb:Ti:W necessária em um composto químico de (Nb,Ti,W)C pode render um material refratário com uma densidade necessária de até 20% da densidade do metal ferroso hospedeiro.[0075] It is evident from the above that to select the ratio of Nb:Ti required in a chemical compound of (Nb,Ti)C or the ratio of Nb:Ti:W required in a chemical compound of (Nb,Ti) ,W)C can yield a refractory material with a required density of up to 20% of the host ferrous metal density.

[0076] A adição de partículas refratárias que são, para todas as finalidades e propósitos, insolúveis, (ou seja, que têm solubilidade de sólido mínima em um metal líquido hospedeiro), para produzir uma fundição centrífuga de um produto de metal compósito de acordo com o método da presente revelação produz um produto que exibe propriedades físicas e químicas que são muito similares ao metal hospedeiro com resistência ao desgaste substancialmente aprimorada devido à presença de uma dispersão controlada de uma alta % em volume de partículas de material refratário duras na microestrutura do metal hospedeiro.[0076] The addition of refractory particles that are, for all purposes and purposes, insoluble, (i.e., that have minimal solid solubility in a liquid metal host), to produce a centrifugal smelting of a composite metal product in accordance with with the method of the present disclosure produces a product that exhibits physical and chemical properties that are very similar to the host metal with substantially improved wear resistance due to the presence of a controlled dispersion of a high % by volume of hard refractory material particles in the microstructure of the host metal.

[0077] Por exemplo, a solubilidade de um material refratário sob a forma de (Nb,Ti,W)C em metais hospedeiros líquidos sob a forma de (a) aço Hadfield líquido e (b) aço inoxidável 420C líquido e (c) ferro fundido branco de alto teor de cromo líquido em temperaturas elevadas é negligenciável (< 0,3% em peso). A adição de (Nb,Ti,W)C com as densidades necessárias a essas três ligas de metal hospedeiro, seguida da fundição centrífuga de um produto de metal compósito e procedimento-padrão de tratamento térmico para cada metal hospedeiro produz microestruturas no produto que compreende uma dispersão de carbonetos de nióbio-titânio-tungstênio primários nos metais hospedeiros que são substancialmente livres de nióbio, titânio e tungstênio, ou seja, há o particionamento negligenciável dos metais de transição nas partículas de pasta fluida de material refratário para o metal hospedeiro líquido.[0077] For example, the solubility of a refractory material in the form of (Nb,Ti,W)C in liquid host metals in the form of (a) liquid Hadfield steel and (b) liquid 420C stainless steel and (c) white cast iron with high liquid chromium content at elevated temperatures is negligible (<0.3% by weight). The addition of (Nb,Ti,W)C with the necessary densities to these three host metal alloys, followed by centrifugal casting of a composite metal product and standard heat treatment procedure for each host metal produces microstructures in the product comprising a dispersion of primary niobium-titanium-tungsten carbides in the host metals that are substantially free of niobium, titanium and tungsten, i.e. there is negligible partitioning of the transition metals in the refractory material slurry particles to the liquid host metal.

[0078] Consequentemente, há uma influência negligenciável dos materiais refratários particulados sobre as propriedades físicas (por exemplo, ponto de fusão) e as propriedades químicas (por exemplo, resposta ao tratamento térmico) do metal hospedeiro.[0078] Consequently, there is negligible influence of particulate refractory materials on the physical properties (eg melting point) and chemical properties (eg response to heat treatment) of the host metal.

[0079] Além do que foi mencionado acima, em particular, o requerente constatou que fornecer um produto de metal compósito com uma microestrutura que inclui partículas de carboneto de nióbio e/ou partículas de uma mistura química (em oposição a uma física) de dois ou mais do que dois dentre o carboneto de nióbio, o carboneto de titânio e o carboneto de tungstênio dispersas em uma matriz de um metal hospedeiro aprimora consideravelmente a resistência ao desgaste do material de metal duro sem afetar negativamente a contribuição que outros elementos de formação de liga tem em relação a outras propriedades do produto de metal compósito.[0079] In addition to the above, in particular, the Applicant has found that to provide a composite metal product with a microstructure that includes niobium carbide particles and/or particles of a chemical (as opposed to a physical) mixture of two or more than two of niobium carbide, titanium carbide and tungsten carbide dispersed in a matrix of a host metal considerably improves the wear resistance of the carbide material without negatively affecting the contribution of other metal forming elements. alloy has relative to other composite metal product properties.

[0080] Além disso e conforme descrito acima, em particular, o requerente constatou que é possível ajustar a densidade de partículas de uma mistura química de dois ou mais do que dois dentre carboneto de nióbio, carboneto de titânio e carboneto de tungstênio a uma extensão suficiente em relação à densidade de um metal hospedeiro, que forma uma matriz do produto de metal compósito. Essa oportunidade para controle de densidade é uma constatação importante em relação à fundição centrífuga do material de metal duro.[0080] In addition and as described above, in particular, the Applicant has found that it is possible to adjust the particle density of a chemical mixture of two or more than two among niobium carbide, titanium carbide and tungsten carbide to an extent sufficient relative to the density of a host metal, which forms a matrix of the composite metal product. This opportunity for density control is an important finding in relation to centrifugal casting of carbide material.

[0081] Em particular, em virtude dessa constatação, é possível produzir uma fundição centrífuga do produto de metal compósito com distribuição não uniforme controlada, ou seja, segregação das partículas em partes das fundições. Isso é importante para aplicações de usuário final para fundições em que é desejável ter uma concentração de partículas resistentes ao alto desgaste próximas a uma superfície de uma fundição de um material de metal duro.[0081] In particular, by virtue of this finding, it is possible to produce a centrifugal casting of the composite metal product with controlled non-uniform distribution, that is, segregation of particles in parts of the castings. This is important for end user applications for foundries where it is desirable to have a concentration of high wear resistant particles close to a surface of a foundry of a carbide material.

[0082] Além disso, o requerente constatou que formar fundições do produto de metal compósito para incluir partículas de carboneto de nióbio e/ou partículas de uma mistura química de dois ou mais do que dois dentre carboneto de nióbio, carboneto de titânio e carboneto de tungstênio em uma faixa de 5 a 50% em volume, tipicamente 5 a 40% em volume, mais tipicamente, 5 a 20% em volume do volume total do produto de metal compósito, dispersas em um metal hospedeiro, que forma uma matriz do produto de metal compósito, não tem um impacto negativo significativo sobre a resistência à corrosão e rigidez de material ferroso no metal hospedeiro. Por esse motivo, a presente revelação torna possível alcançar uma alta resistência ao desgaste de um produto de metal compósito sem uma perda de outras propriedades de material desejáveis.[0082] In addition, the Applicant has found that to form composite metal product castings to include niobium carbide particles and/or particles of a chemical mixture of two or more than two among niobium carbide, titanium carbide and titanium carbide tungsten in a range of 5 to 50% by volume, typically 5 to 40% by volume, more typically 5 to 20% by volume of the total volume of the composite metal product, dispersed in a host metal, which forms a matrix of the product composite metal, does not have a significant negative impact on the corrosion resistance and stiffness of ferrous material in the host metal. Therefore, the present disclosure makes it possible to achieve a high wear resistance of a composite metal product without a loss of other desirable material properties.

[0083] Consequentemente, em um quinto aspecto é fornecido um método para fundir centrifugamente um produto de metal compósito que tem um eixo geométrico de simetria de rotação e uma massa de pelo menos 5 kg e que compreende um metal hospedeiro e uma distribuição não uniforme de partículas refratárias de sólido insolúvel de um material refratário, em que o método compreende adicionar (a) nióbio ou (b) dois ou mais do que dois de nióbio e titânio e tungstênio a um componente de fusão que contém um metal hospedeiro sob uma forma que produz partículas refratárias sólidas de carboneto de nióbio que são insolúveis a uma temperatura de fusão e/ou partículas refratárias sólidas de uma mistura química de dois ou mais do que dois dentre carboneto de nióbio e carboneto de titânio e carboneto de tungstênio que são insolúveis na temperatura de fusão, em que as partículas refratárias sólidas estão em uma faixa de 5 a 50% em volume, tipicamente 5 a 40% em volume, mais tipicamente, 5 a 20% em volume do volume total do produto e fundir centrifugamente o produto em um molde e obter uma distribuição não uniforme de partículas sólidas insolúveis ao longo do metal hospedeiro.[0083] Accordingly, in a fifth aspect there is provided a method for centrifugally casting a composite metal product having a geometric axis of rotation symmetry and a mass of at least 5 kg and comprising a host metal and a non-uniform distribution of refractory particles of insoluble solid of a refractory material, wherein the method comprises adding (a) niobium or (b) two or more than two of niobium and titanium and tungsten to a melt component that contains a host metal in a form that produces solid refractory particles of niobium carbide that are insoluble at a melting temperature and/or solid refractory particles of a chemical mixture of two or more than two of niobium carbide and titanium carbide and tungsten carbide that are insoluble at temperature fusion, in which the solid refractory particles are in a range of 5 to 50% by volume, typically 5 to 40% by volume, more typically 5 to 20% by volume of the total volume of the product and centrifugally melt the product in a mold and obtain a non-uniform distribution of insoluble solid particles throughout the host metal.

[0084] Os termos “uma mistura química de carboneto de nióbio e carboneto de titânio” e “carboneto de nióbio/titânio” são, doravante entendidos como sinônimos. Além disso, o termo “mistura química” é entendido no presente contexto de modo que signifique que os carbonetos de nióbio e os carbonetos de titânio não estão presentes como partículas de carbonetos de metal únicos na mistura, mas estão presentes como partículas de carbonetos de nióbio/titânio, (Nb,Ti)C.[0084] The terms "a chemical mixture of niobium carbide and titanium carbide" and "niobium/titanium carbide" are hereafter understood to be synonymous. Furthermore, the term "chemical mixture" is understood in the present context to mean that niobium carbides and titanium carbides are not present as single metal carbide particles in the mixture, but are present as niobium carbide particles /titanium, (Nb,Ti)C.

[0085] Os termos “uma mistura química de carboneto de nióbio e carboneto de titânio e carboneto de tungstênio” e “carboneto de nióbio/titânio/tungstênio” são doravante entendidos como sinônimos. Além disso, o termo “mistura química” é entendido no presente contexto de modo que signifique que os carbonetos de nióbio e os carbonetos de titânio e os carbonetos de tungstênio não estão presentes como partículas de carbonetos de metal únicos na mistura, mas estão presentes como partículas de carbonetos de nióbio/titânio/tungstênio, (Nb,Ti,W)C.[0085] The terms “a chemical mixture of niobium carbide and titanium carbide and tungsten carbide” and “niobium/titanium/tungsten carbide” are hereafter understood to be synonymous. Furthermore, the term "chemical mixture" is understood in the present context to mean that niobium carbides and titanium carbides and tungsten carbides are not present as single metal carbide particles in the mixture, but are present as niobium/titanium/tungsten carbide particles, (Nb,Ti,W)C.

[0086] Cada um dentre o carboneto de nióbio, o carboneto de titânio e o carboneto de tungstênio, tem uma dureza Vickers de aproximadamente 25 GPa, que é cerca de 10 GPa acima da dureza de carbonetos de cromo (nominalmente 15 GPa). Consequentemente, produtos de metal compósito que têm uma microestrutura que contém 5 s 50% em volume, tipicamente 5 a 40% em volume, mais tipicamente, 5 a 20% em volume de carboneto de nióbio e/ou carboneto de nióbio/titânio e/ou carboneto de nióbio/titânio/tungstênio têm excelentes propriedades de resistência ao desgaste. O requerente reconheceu que os carbonetos de nióbio, carbonetos de titânio, carbonetos de tungstênio, carbonetos de nióbio/titânio e carbonetos de nióbio/titânio/tungstênio são substancialmente inertes quimicamente em relação a outros constituintes no produto de metal compósito, de modo que tais constituintes forneçam ao produto as propriedades pelas quais os mesmos foram selecionados. Por exemplo, o cromo adicionado às ligas de ferro fundido ainda produz carbonetos de cromo e fornece resistência à corrosão.[0086] Niobium carbide, titanium carbide and tungsten carbide each have a Vickers hardness of approximately 25 GPa, which is about 10 GPa above the hardness of chromium carbides (nominally 15 GPa). Consequently, composite metal products that have a microstructure that contains 5 s 50% by volume, typically 5 to 40% by volume, more typically 5 to 20% by volume of niobium carbide and/or niobium/titanium carbide and/ or niobium/titanium/tungsten carbide have excellent wear resistance properties. Applicant has recognized that niobium carbides, titanium carbides, tungsten carbides, niobium/titanium carbides and niobium/titanium/tungsten carbides are substantially chemically inert towards other constituents in the composite metal product, such that such constituents provide the product with the properties for which they were selected. For example, chromium added to cast iron alloys still produces chromium carbides and provides corrosion resistance.

[0087] O nióbio, o titânio e o tungstênio podem ser adicionados a um componente de fusão do metal hospedeiro para formar a pasta fluida sob qualquer forma adequada, considerando-se a exigência de formar partículas sólidas insolúveis de carbonetos de nióbio e/ou carbonetos de nióbio/titânio e/ou carbonetos de nióbio/titânio/tungstênio no produto de metal compósito.[0087] Niobium, titanium and tungsten can be added to a host metal fusion component to form the slurry in any suitable form, considering the requirement to form solid insoluble particles of niobium carbides and/or carbides of niobium/titanium and/or niobium/titanium/tungsten carbides in the composite metal product.

[0088] Por exemplo, o método pode compreender adicionar o nióbio ao componente de fusão sob a forma de ferro-nióbio, por exemplo, partículas de ferro-nióbio. Nessa situação, o ferro-nióbio se dissolve no componente de fusão e o nióbio e o carbono livres resultantes se combinam quimicamente para formar carbonetos de nióbio sólidos insolúveis no componente de fusão.[0088] For example, the method may comprise adding the niobium to the melting component in the form of iron-niobium, e.g. iron-niobium particles. In this situation, the iron-niobium dissolves in the fusion component and the resulting free niobium and carbon chemically combine to form solid niobium carbides insoluble in the fusion component.

[0089] O método também pode compreender adicionar o nióbio ao componente de fusão como nióbio elementar.[0089] The method may also comprise adding the niobium to the fusion component as elemental niobium.

[0090] O método também pode compreender adicionar o nióbio e o titânio ao componente de fusão como ferro-nióbio-titânio.[0090] The method may also comprise adding niobium and titanium to the fusion component such as iron-niobium-titanium.

[0091] O método também pode compreender adicionar o nióbio, o titânio e o tungstênio ao componente de fusão como ferro-nióbio-titânio- tungstênio,[0091] The method may also comprise adding niobium, titanium and tungsten to the fusion component such as iron-niobium-titanium-tungsten,

[0092] O método também pode compreender adicionar o nióbio ao componente de fusão sob a forma de partículas de carboneto de nióbio.[0092] The method may also comprise adding the niobium to the melting component in the form of niobium carbide particles.

[0093] O método também pode compreender adicionar o nióbio e o titânio ao componente de fusão sob a forma de partículas sólidas insolúveis de carbonetos de nióbio/titânio.[0093] The method may also comprise adding the niobium and titanium to the melting component in the form of insoluble solid particles of niobium/titanium carbides.

[0094] O método também pode compreender adicionar o nióbio, o titânio e o tungstênio ao componente de fusão sob a forma de partículas sólidas insolúveis de carbonetos de nióbio/titânio/tungstênio.[0094] The method may also comprise adding the niobium, titanium and tungsten to the melt component in the form of insoluble solid particles of niobium/titanium/tungsten carbides.

[0095] Em cada um desses casos, a liga de metal solidificada pode ser formada a partir de uma pasta fluida de partículas de carboneto de nióbio e/ou carbonetos de nióbio/titânio/tungstênio suspensas no componente de fusão, se a fração em peso de tais carbonetos na pasta fluida fundida for muito alta, as propriedades de fluxo da pasta fluida podem ser afetadas de maneira adversa, com o resultado de que fundições inconsistentes do componente de fusão podem ser produzidas.[0095] In each of these cases, the solidified metal alloy can be formed from a slurry of niobium carbide particles and/or niobium/titanium/tungsten carbides suspended in the melt component, if the weight fraction if such carbides in the molten slurry is too high, the flow properties of the slurry can be adversely affected, with the result that inconsistent melts of the slurry can be produced.

[0096] As partículas sólidas insolúveis de carbonetos de nióbio/titânio podem ser qualquer mistura química adequada de uma fórmula geral (Nbx,Tiy)C.[0096] The insoluble solid particles of niobium/titanium carbides can be any suitable chemical mixture of a general formula (Nbx,Tiy)C.

[0097] As partículas sólidas insolúveis de carbonetos de nióbio/titânio/tungstênio podem ser qualquer mistura química adequada de uma fórmula geral (Nbx,Tiy,Wz)C. A título de exemplo, os carbonetos de nióbio/titânio/tungstênio podem ser (Nb0,25,Ti0,50,W0,25)C.[0097] The solid insoluble particles of niobium/titanium/tungsten carbides can be any suitable chemical mixture of a general formula (Nbx,Tiy,Wz)C. By way of example, the niobium/titanium/tungsten carbides can be (Nb0.25,Ti0.50,W0.25)C.

[0098] O nióbio e/ou o titânio e/ou o tungstênio podem ser adicionados ao componente de fusão para produzir partículas sólidas insolúveis de carboneto de nióbio e/ou carbonetos de nióbio/titânio e/ou carbonetos de nióbio/titânio/tungstênio em uma faixa de 12 a 33% em peso de carbonetos de nióbio ou carbonetos de nióbio/titânio ou carbonetos de nióbio/titânio/tungstênio do peso total do produto fundido.[0098] Niobium and/or titanium and/or tungsten can be added to the melting component to produce insoluble solid particles of niobium carbide and/or niobium/titanium carbides and/or niobium/titanium/tungsten carbides in a range of 12 to 33% by weight of niobium carbides or niobium/titanium carbides or niobium/titanium/tungsten carbides of the total weight of the molten product.

[0099] O nióbio e/ou o titânio e/ou o tungstênio podem ser adicionados ao componente de fusão para produzir partículas sólidas insolúveis de carboneto de nióbio e/ou carbonetos de nióbio/titânio e/ou carbonetos de nióbio/titânio/tungstênio em uma faixa de 12 a 25% em peso de carbonetos de nióbio, carbonetos de nióbio/titânio e carbonetos de nióbio/titânio/tungstênio do peso total do produto fundido de metal compósito.[0099] Niobium and/or titanium and/or tungsten can be added to the melting component to produce insoluble solid particles of niobium carbide and/or niobium/titanium carbides and/or niobium/titanium/tungsten carbides in a range of 12 to 25% by weight of niobium carbides, niobium/titanium carbides and niobium/titanium/tungsten carbides of the total weight of the composite metal melt.

[00100] A quantidade de partículas de carboneto de nióbio e/ou carbonetos de nióbio/titânio e/ou carboneto de nióbio/titânio/tungstênio na microestrutura do material de metal duro solidificado pode depender do sistema.[00100] The amount of niobium carbide and/or niobium/titanium carbide and/or niobium/titanium/tungsten carbide particles in the microstructure of the solidified carbide material may depend on the system.

[00101] O requerente se atenta particularmente aos produtos de metal compósito duros sólidos que incluem metais hospedeiros sob a forma de ligas ferrosas, tais como ligas ferrosas descritas como ferros fundidos brancos de alto teor de cromo, aços inoxidáveis e aços de manganês austeníticos (tais como aços Hadfield). Para ligas ferrosas, a quantidade de partículas sólidas insolúveis de material refratário sob a forma de carboneto de nióbio e/ou carbonetos de nióbio/titânio e/ou carbonetos de nióbio/titânio/tungstênio no produto final de metal compósito pode estar em uma faixa de 5 a 50% em volume, tipicamente 5 a 40% em volume, mais tipicamente, 5 a 20% em volume do volume total do produto fundido de metal compósito.[00101] The applicant pays particular attention to solid hard composite metal products that include host metals in the form of ferrous alloys, such as ferrous alloys described as high chromium white cast irons, stainless steels and austenitic manganese steels (such as such as Hadfield steels). For ferrous alloys, the amount of insoluble solid particles of refractory material in the form of niobium carbide and/or niobium/titanium carbides and/or niobium/titanium/tungsten carbides in the final composite metal product can be in a range of 5 to 50% by volume, typically 5 to 40% by volume, more typically 5 to 20% by volume of the total volume of the composite metal melt.

[00102] O tamanho de partícula de carboneto de nióbio e/ou nióbio/carboneto de titânio e/ou carboneto de nióbio/titânio/tungstênio pode estar em uma faixa de 1 a 150 μm de diâmetro.[00102] The particle size of niobium carbide and/or niobium/titanium carbide and/or niobium/titanium/tungsten carbide can be in a range of 1 to 150 µm in diameter.

[00103] O método pode compreender agitar a pasta fluida com um gás inerte ou indução magnética ou qualquer outro meio adequado a fim de dispersar partículas de carboneto de nióbio e/ou carbonetos de nióbio/titânio e/ou carbonetos de nióbio/titânio/tungstênio na pasta fluida.[00103] The method may comprise stirring the slurry with an inert gas or magnetic induction or any other suitable means in order to disperse particles of niobium carbide and/or niobium/titanium carbides and/or niobium/titanium/tungsten carbides in the slurry.

[00104] O método pode compreender adicionar partículas de carboneto de nióbio e/ou partículas de carbonetos de nióbio/titânio/tungstênio ao componente de fusão dos metais ferrosos hospedeiros sob condições inertes, tais como uma manta de argônio para reduzir a extensão à que o carboneto de nióbio e/ou o carboneto de nióbio/titânio/tungstênio se oxidam ao passo que são adicionados ao componente de fusão.[00104] The method may comprise adding niobium carbide particles and/or niobium/titanium/tungsten carbide particles to the fusion component of the host ferrous metals under inert conditions such as an argon blanket to reduce the extent to which the Niobium carbide and/or niobium/titanium/tungsten carbide oxidize as they are added to the melt component.

[00105] O método pode compreender adicionar partículas de ferro- nióbio e/ou ferro-titânio e/ou ferro-tungstênio e/ou ferro-nióbio-titânio- tungstênio ao componente de fusão sob condições inertes, tais como uma manta de argônio para reduzir a extensão à que o nióbio e/ou titânio e/ou tungstênio se oxidam ao passo que são adicionados ao componente de fusão.[00105] The method may comprise adding particles of iron-niobium and/or iron-titanium and/or iron-tungsten and/or iron-niobium-titanium-tungsten to the melting component under inert conditions such as an argon blanket for reduce the extent to which the niobium and/or titanium and/or tungsten oxidize as they are added to the fusion component.

[00106] Em uma situação em que partículas de carbonetos de nióbio/titânio/tungstênio são necessárias no produto fundido de metal compósito, o método pode compreender pré-fundir ferro-nióbio e ferro- titânio e ferro-tungstênio e/ou ferro-nióbio-titânio-tungstênio sob condições inertes e formar uma fase líquida que é uma mistura química homogênea de ferro, nióbio e titânio e tungstênio e solidificar essa mistura química. A mistura química, então, pode ser processada conforme necessário, por exemplo, triturando-se a um tamanho de partícula necessário e, em seguida, adicionada ao componente de fusão (que contém carbono) sob condições inertes. O ferro, nióbio e titânio e tungstênio se dissolvem no componente de fusão e se combinam quimicamente com carbono para formar carbonetos de nióbio/titânio/tungstênio no componente de fusão.[00106] In a situation where niobium/titanium/tungsten carbide particles are required in the composite metal cast product, the method may comprise pre-melting iron-niobium and iron-titanium and iron-tungsten and/or iron-niobium -titanium-tungsten under inert conditions and form a liquid phase which is a homogeneous chemical mixture of iron, niobium and titanium and tungsten and solidify this chemical mixture. The chemical mixture can then be processed as needed, for example by grinding it to a required particle size and then added to the melting component (which contains carbon) under inert conditions. Iron, niobium and titanium and tungsten dissolve in the fusion component and chemically combine with carbon to form niobium/titanium/tungsten carbides in the fusion component.

[00107] Outros aspectos, recursos e vantagens irão se tornar evidentes a partir da seguinte descrição detalhada quando considerada em conjunto com os desenhos anexos, que são uma parte da presente revelação e que ilustram, a título de exemplo, princípios de invenções reveladas.[00107] Other aspects, features and advantages will become apparent from the following detailed description when considered in conjunction with the accompanying drawings, which are a part of the present disclosure and which illustrate, by way of example, principles of the disclosed inventions.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOSDESCRIPTION OF DRAWINGS

[00108] Não obstante quaisquer outras formas que possam ser abrangidas pelo escopo do método e produto de metal compósito resultante conforme estabelecido no Sumário, as modalidades específicas do método e o produto de metal compósito resultante serão descritos agora a título de exemplo e com referência às Figuras anexas, das quais:[00108] Notwithstanding any other forms that may fall within the scope of the method and resulting composite metal product as set forth in the Summary, the specific modalities of the method and the resulting composite metal product will now be described by way of example and with reference to Attached figures, of which:

[00109] a Figura 1 é um diagrama que ilustra um método de fundição centrífuga típico;[00109] Figure 1 is a diagram illustrating a typical centrifugal casting method;

[00110] a Figura 2 é uma imagem de SEM de uma seção de uma das amostras do cilindro de teste centrifugamente fundido “37863” (metal hospedeiro de A05 + 5% em volume de partículas de NbC) produzido durante o trabalho experimental em relação à invenção;[00110] Figure 2 is an SEM image of a section of one of the samples of the centrifugally cast test cylinder "37863" (host metal of A05 + 5% by volume of NbC particles) produced during the experimental work in relation to invention;

[00111] a Figura 3 compreende seções cruzadas de amostras de imagens ópticas a partir dos cilindros de teste centrifugamente fundidos “37628”, “37629”, “37630” e “37655” (metal hospedeiro de A05 + 5% em volume de partículas de NbC) produzidos durante o trabalho experimental em relação à invenção;[00111] Figure 3 comprises cross sections of optical image samples from the centrifugally cast test cylinders "37628", "37629", "37630" and "37655" (host metal of A05 + 5% by volume of particles of NbC) produced during experimental work in relation to the invention;

[00112] a Figura 4 é um gráfico de dureza em função de distância das superfícies externas para superfícies internas das amostras descritas em relação à Figura 3;[00112] Figure 4 is a graph of hardness as a function of distance from external surfaces to internal surfaces of the samples described in relation to Figure 3;

[00113] a Figura 5 compreende imagens ópticas de seções cruzadas de amostras de cilindros de teste centrifugamente fundido “37631”, “37632”, “37633” e “37636” (metal hospedeiro de A05 + 12% em volume de partículas de NbC) produzidos durante o trabalho experimental em relação à invenção;[00113] Figure 5 comprises optical images of cross-sections of samples from centrifugally cast test cylinders "37631", "37632", "37633" and "37636" (host metal of A05 + 12% by volume of NbC particles) produced during experimental work in relation to the invention;

[00114] a Figura 6 é um gráfico de dureza em função de distância das superfícies externas para superfícies internas das amostras descritas em relação à Figura 5;[00114] Figure 6 is a graph of hardness as a function of distance from the external surfaces to the internal surfaces of the samples described in relation to Figure 5;

[00115] a Figura 7 compreende imagens ópticas de seções cruzadas de amostras a partir de cilindros de teste centrifugamente fundidos “37634” e “37635” (metal hospedeiro de A05 + 17% em volume de partículas de NbC) produzidos durante o trabalho experimental em relação à invenção;[00115] Figure 7 comprises optical images of cross-sections of samples from centrifugally cast test cylinders "37634" and "37635" (host metal of A05 + 17% by volume of NbC particles) produced during experimental work in relation to the invention;

[00116] a Figura 8 é um gráfico de dureza em função de distância das superfícies externas para superfícies internas das amostras descritas em relação à Figura 7;[00116] Figure 8 is a graph of hardness as a function of distance from external surfaces to internal surfaces of the samples described in relation to Figure 7;

[00117] a Figura 9 é uma imagem óptica de uma seção transversal de uma amostra de um cilindro de teste centrifugamente fundido A352 (metal hospedeiro de C21 + 10% em volume de partículas de NbC) produzido durante o trabalho experimental em relação à invenção;[00117] Figure 9 is an optical image of a cross section of a sample of a centrifugally cast A352 test cylinder (host metal of C21 + 10% by volume of NbC particles) produced during experimental work in relation to the invention;

[00118] a Figura 10 é uma imagem óptica de uma seção transversal da camada externa da seção transversal da amostra mostrada na Figura 9 após gravação da amostra;[00118] Figure 10 is an optical image of a cross section of the outer layer of the cross section of the sample shown in Figure 9 after recording the sample;

[00119] a Figura 11 é uma imagem óptica de uma seção transversal de uma amostra de um cilindro de teste centrifugamente fundido A323 (metal hospedeiro de A49 + 15% em volume partículas de NbC); e[00119] Figure 11 is an optical image of a cross section of a sample from a centrifugally cast A323 test cylinder (A49 host metal + 15% by volume NbC particles); and

[00120] a Figura 12 é um gráfico de dureza em função de distância de superfícies externas para superfícies internas de seções da amostra descrita em relação à Figura 11.[00120] Figure 12 is a graph of hardness as a function of distance from outer surfaces to inner surfaces of sections of the sample described in relation to Figure 11.

[00121] a Figura 13 é um gráfico da espessura da camada externa rica em partícula de NbC em função da % em volume nominal de NbC no compósito total de cilindros centrifugamente fundidos de metal hospedeiro de A05 + partículas de NbC; e[00121] Figure 13 is a graph of the thickness of the outer layer rich in NbC particle as a function of the % in nominal volume of NbC in the total composite of centrifugally cast cylinders of host metal of A05 + NbC particles; and

[00122] a Figura 14 é um gráfico da % em volume de NbC na camada externa rica em partícula de NbC em função da % em volume nominal de NbC no compósito total de cilindros centrifugamente fundidos de metal hospedeiro de A05 + partículas de NbC.[00122] Figure 14 is a graph of the % by volume of NbC in the outer layer rich in NbC particle against the % by volume of nominal NbC in the total composite of centrifugally cast host metal cylinders of A05 + NbC particles.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES ESPECÍFICASDETAILED DESCRIPTION OF SPECIFIC MODALITIES

[00123] A Figura 1 é originada da Internet e ilustra, na forma de diagramas, as etapas básicas em um método de fundição centrífuga.[00123] Figure 1 originates from the Internet and illustrates, in diagram form, the basic steps in a centrifugal casting method.

[00124] Essas etapas de fundição centrífuga incluem formar um componente de fusão fundido e verter o componente de fusão em um molde adequado e girar o molde ao redor de um eixo geométrico vertical (no caso da disposição mostrada na Figura) em uma taxa necessária de rotação para formar um produto fundido.[00124] These centrifugal casting steps include forming a molten fusion component and pouring the fusion component into a suitable mold and rotating the mold around a vertical axis (in the case of the arrangement shown in the Figure) at a required rate of rotation to form a molten product.

[00125] Em disposições alternativas, tais como a disposição usada para executar o trabalho experimental descrito abaixo, o molde de fundição é posicionado horizontalmente e o molde é girado ao redor de um eixo geométrico horizontal.[00125] In alternative arrangements, such as the arrangement used to perform the experimental work described below, the casting mold is positioned horizontally and the mold is rotated around a horizontal geometric axis.

[00126] No contexto da presente revelação, tipicamente, o componente de fusão fundido compreende uma pasta fluida de partículas refratárias de sólido insolúvel duras em um metal hospedeiro e o produto fundido é um produto de metal compósito que tipicamente varia em massa de 5 kg a 5.000 kg, que tem uma matriz de metal ferroso (o metal hospedeiro) e compreende uma distribuição não uniforme de partículas refratárias insolúveis duras na matriz de metal ferroso, especificamente, uma camada de superfície externa, designadamente 1 a 20 mm de espessura de partículas refratárias insolúveis duras que fornecem resistência ao desgaste melhorada na camada de superfície.[00126] In the context of the present disclosure, typically, the molten melt component comprises a slurry of hard insoluble solid refractory particles in a host metal and the molten product is a composite metal product that typically ranges in mass from 5 kg to 5,000 kg, which has a ferrous metal matrix (the host metal) and comprises a non-uniform distribution of hard insoluble refractory particles in the ferrous metal matrix, specifically, an outer surface layer, namely 1 to 20 mm thick refractory particles hard insolubles that provide improved wear resistance in the surface layer.

[00127] A condições de fundição centrífuga reais podem ser selecionadas em qualquer situação determinada com base nas características necessárias de um produto real a ser fundido. As condições de fundição incluem, a título de exemplo, a taxa de rotação do molde e o tempo de rotação e as condições de resfriamento e as condições em que a fundição é conduzida, por exemplo, em uma atmosfera inerte.[00127] Actual centrifugal casting conditions can be selected in any given situation based on the required characteristics of an actual product to be cast. Casting conditions include, by way of example, the mold rotation rate and rotation time and the cooling conditions and conditions under which the casting is conducted, for example, in an inert atmosphere.

[00128] As exigências de propriedade de partícula refratária podem incluir:[00128] Refractory particle property requirements may include:

[00129] • Densidade maior do que ou menor do que o metal ferroso hospedeiro.[00129] • Density greater than or less than the host ferrous metal.

[00130] • Dureza em excesso de 15 GPa.[00130] • Hardness in excess of 15 GPa.

[00131] • Diâmetro menor do que 500 mícrons, preferencialmente menor do que 50 mícrons.[00131] • Diameter less than 500 microns, preferably less than 50 microns.

[00132] • 10 a 80% em volume de partículas refratárias presentes na camada de superfície dura.[00132] • 10 to 80% by volume of refractory particles present in the hard surface layer.

[00133] • 5 a 50% em volume, tipicamente 5 a 40% em volume, mais tipicamente, 5 a 40% em volume de partículas refratárias no produto de metal compósito.[00133] • 5 to 50% by volume, typically 5 to 40% by volume, more typically 5 to 40% by volume of refractory particles in the composite metal product.

[00134] Os produtos de metal compósito produzidos através do processo de fundição centrífuga da invenção incluem, a título de exemplo, apenas os produtos a seguir: 1. MANGAS DE EIXO DE BOMBA DE PASTA FLUIDA[00134] The composite metal products produced through the centrifugal casting process of the invention include, by way of example, only the following products: 1. FLUID Slurry PUMP SHAFT SLEEVES

[00135] • Cilindros de aço inoxidável[00135] • Stainless steel cylinders

[00136] • Tamanho: que varia de 25 a 400 mm de diâmetro, 10 a 50 mm de espessura de parede e 2.000 mm de comprimento.[00136] • Size: ranging from 25 to 400 mm in diameter, 10 to 50 mm in wall thickness and 2000 mm in length.

[00137] • Camada de superfície externa com 1 a 10 mm de espessura, que contém uma alta concentração de partículas refratárias insolúveis duras.[00137] • Outer surface layer 1 to 10 mm thick, which contains a high concentration of hard insoluble refractory particles.

[00138] A técnica anterior compreende soldagem faceada de um cilindro de aço inoxidável para obter uma camada de superfície de carboneto de tungstênio de aproximadamente 1 mm de espessura. As camadas faceadas, em seguida, exigem moagem/usinagem para alcançar um acabamento liso.[00138] The prior art comprises face welding of a stainless steel cylinder to obtain a tungsten carbide surface layer approximately 1 mm thick. Faced layers then require grinding/machining to achieve a smooth finish.

[00139] Fundir centrifugamente uma manga de eixo de bomba de pasta fluida de acordo com a invenção permite a fabricação de um cilindro de aproximadamente 2.000 mm de comprimento com uma camada de superfície dura lisa em uma operação de fundição. Além disso, o cilindro longo pode ser secionado para render diversas mangas de eixo que variam de comprimento de 60 a 300 mm. 2. SUPERFÍCIE EXTERNA DE CAPAS DE TRITURADORES GIRATÓRIOS[00139] Centrifugal casting of a slurry pump shaft sleeve according to the invention allows the fabrication of a cylinder approximately 2000 mm in length with a smooth hard surface layer in a casting operation. In addition, the long cylinder can be sectioned to yield multiple stub shafts ranging in length from 60 to 300 mm. 2. EXTERNAL SURFACE OF ROTATING CRUSHERS COVERS

[00140] A composição-padrão de capas de trituradores giratórios é aço de manganês austenítico (aço Hadfield). A dureza inicial de aço Hadfield é aproximadamente 200 Brinell (HB) e a camada de superfície do trabalho de aço endurece a aproximadamente 550 HB durante o serviço ao passo que o interior mantém uma dureza inferior e rigidez extremamente alta. A resistência elástica para aço Hadfield com uma dureza de 200 HB é cerca de 1/3 da resistência à tensão. Uma deformação plástica grave pode ocorrer durante o serviço antes de o endurecimento do trabalho a 550 HB ocorrer. Como um resultado, capas de triturador se desgastam rapidamente e são submetidas à deformação plástica excessiva nos estágios iniciais de operação. Todas as tentativas anteriores para aprimorar a dureza inicial e a resistência elástica do aço Hadfield resultaram invariavelmente em uma perda inaceitável da rigidez e um alto risco de rachadura catastrófica em serviço.[00140] The standard composition of gyratory crusher covers is austenitic manganese steel (Hadfield steel). The initial hardness of Hadfield steel is approximately 200 Brinell (HB) and the steel work surface layer hardens to approximately 550 HB during service while the interior maintains a lower hardness and extremely high stiffness. The tensile strength for Hadfield steel with a hardness of 200 HB is about 1/3 of the tensile strength. Severe plastic deformation can occur during service before work hardening to 550 HB occurs. As a result, crusher covers wear out quickly and are subjected to excessive plastic deformation in the early stages of operation. All previous attempts to improve the initial hardness and tensile strength of Hadfield steel have invariably resulted in an unacceptable loss of stiffness and a high risk of catastrophic cracking in service.

[00141] Fundir centrifugamente uma cama de triturador de aço Hadfield de acordo com a presente revelação e formar uma camada de superfície externa de carbonetos refratários sólidos insolúveis na fundição, ao passo que mantém a composição original de aço Hadfield no corpo da fundição, fornece um material mais resistente ao desgaste com perda mínima de rigidez. 3. FERROS FUNDIDOS BRANCOS[00141] Centrifugal melting of a Hadfield steel crusher bed in accordance with the present disclosure and forming an outer surface layer of insoluble solid refractory carbides in the foundry, while maintaining the original composition of Hadfield steel in the foundry body, provides a more wear resistant material with minimal loss of stiffness. 3. WHITE CAST IRON

[00142] Fundir centrifugamente os ferros fundidos brancos de alto teor de cromo com partículas refratárias produz produtos de metal compósito que têm camadas de superfície que contêm uma alta concentração de partículas refratárias para resistência aprimorada ao desgaste. 4. BARRAS DE ROMPIMENTO, PONTAS DE MARTELO, FERRAMENTAS DE ENGATE AO SOLO[00142] Centrifugal casting of high chromium white cast irons with refractory particles produces composite metal products that have surface layers that contain a high concentration of refractory particles for improved wear resistance. 4. BREAKDOWN BARS, HAMMER TIPS, GROUND COUPLING TOOLS

[00143] Fundir centrifugamente barras de rompimento, pontas de martelo e ferramentas de engate ao solo de ferros fundidos brancos de alto teor de cromo com partículas refratárias produz uma camada de superfície que contém uma alta concentração de partículas refratárias para resistência aprimorada ao desgaste. TRABALHO EXPERIMENTAL[00143] Centrifugal casting of high chromium white cast iron breaker bars, hammer tips and ground engaging tools with refractory particles produces a surface layer that contains a high concentration of refractory particles for improved wear resistance. EXPERIMENTAL WORK

[00144] A fim de investigar a invenção, o requerente executou um trabalho experimental extensivo em relação às partículas de um material refratário particular, designadamente, partículas de NbC em diferentes metais hospedeiros ferrosos.[00144] In order to investigate the invention, the applicant has carried out extensive experimental work in relation to particles of a particular refractory material, namely NbC particles in different ferrous host metals.

[00145] Especificamente, o trabalho experimental investigou os efeitos de % em volume de partículas de NbC, espessura de parede e forças centrífugas nas zonas ricas em NbC em produtos centrifugamente fundidos.[00145] Specifically, the experimental work investigated the effects of % by volume of NbC particles, wall thickness and centrifugal forces in the NbC rich zones in centrifugally cast products.

[00146] No trabalho experimental, quatorze cilindros foram centrifugamente fundidos em uma disposição de fundição centrífuga disposta horizontalmente.[00146] In the experimental work, fourteen cylinders were centrifugally cast in a horizontally disposed centrifugal casting arrangement.

[00147] As quatorze mangas de eixo cilíndricas com diferentes concentrações de partículas de NbC e um metal hospedeiro com base ferrosa, conforme resumido abaixo foram centrifugamente fundidas e usinadas e, em seguida, testadas.[00147] The fourteen cylindrical shaft sleeves with different concentrations of NbC particles and a host metal with a ferrous base, as summarized below were centrifugally cast and machined and then tested.

[00148] • Quatro cilindros A301 (metal hospedeiro de A05 + 5% em volume de partículas de NbC do volume total).[00148] • Four A301 cylinders (A05 host metal + 5% by volume of NbC particles of total volume).

[00149] • Quatro cilindros A303 (metal hospedeiro de A05 + 12% em volume de partículas de NbC do volume total).[00149] • Four A303 cylinders (A05 host metal + 12% by volume of NbC particles of total volume).

[00150] • Quatro cilindros A304 (metal hospedeiro de A05 + 12% em volume de partículas de NbC do volume total).[00150] • Four A304 cylinders (A05 host metal + 12% by volume of NbC particles of total volume).

[00151] • Um cilindro A352 (metal hospedeiro de C21 + 10% em volume de partículas de NbC do volume total).[00151] • One A352 cylinder (C21 host metal + 10% by volume of NbC particles of the total volume).

[00152] • Um cilindro A323 (metal hospedeiro de A49 + 15% em volume de partículas de NbC do volume total).[00152] • One A323 cylinder (A49 host metal + 15% volume NbC particles of total volume).

[00153] A05 é um ferro fundido de alto teor de Cr eutético, C21 é um aço inoxidável 420C e A49 é um ferro fundido de alto teor de Cr hipoeutético. As composições nominais das ligas ferrosas de A05, C21 e A49 são da seguinte forma, com as quantidades de cada elemento em % em peso:

Figure img0001
[00153] A05 is a eutectic high Cr content cast iron, C21 is a 420C stainless steel and A49 is a hypoeutectic high Cr content cast iron. The nominal compositions of the ferrous alloys of A05, C21 and A49 are as follows, with the amounts of each element in % by weight:
Figure img0001

[00154] Doze cilindros com base em aço de A05 com diferentes composições químicas nominais foram fundidos centrifugamente a várias velocidades de rotação (RPM). 4.1. A FUNDIÇÃO CENTRÍFUGA DE QUATRO CILINDROS A301 (METAL HOSPEDEIRO DE A05 + 5% em volume de partículas de NbC)[00154] Twelve cylinders based on A05 steel with different nominal chemical compositions were centrifugally cast at various rotational speeds (RPM). 4.1. THE A301 FOUR CYLINDER CENTRIFUGAL FOUNDRY (HOST METAL OF A05 + 5% by volume of NbC particles)

[00155] Quatro cilindros que contêm 5% em volume de partículas de NbC em metal hospedeiro de ferro fundido de alto teor de Cr eutético de A05 foram fundidos centrifugamente a várias velocidades de rotação ou forças centrífugas. A temperatura de fusão foi em uma faixa de 1.400 a 1.500 °C. A diferença de densidade entre as partículas de NbC e o metal hospedeiro na temperatura de fusão foi de aproximadamente 12%. As dimensões de cilindro e condições de fundição estão na Tabela 1. TABELA 1. DIMENSÕES E CONDIÇÕES DE FUNDIÇÃO DE CILINDROS QUE CONTÊM 5% em volume de partículas de NbC

Figure img0002
[00155] Four cylinders containing 5% by volume of NbC particles in A05 high Cr eutectic cast iron host metal were centrifugally cast at various rotational speeds or centrifugal forces. The melting temperature was in a range of 1400-1500 °C. The density difference between the NbC particles and the host metal at the melting temperature was approximately 12%. Cylinder dimensions and casting conditions are in Table 1. TABLE 1. SOUNDING DIMENSIONS AND CONDITIONS OF CYLINDERS CONTAINING 5% by volume of NbC particles
Figure img0002

[00156] Cada cilindro de 400 mm foi secionado em três anéis de aproximadamente 280 mm, 20 mm e 100 mm de comprimento. Os anéis de 20 mm de espessura foram usados para inspeção e análise metalúrgica. 1.1.1 INVESTIGAÇÃO METALÚRGICA[00156] Each 400 mm cylinder was sectioned into three rings of approximately 280 mm, 20 mm and 100 mm in length. The 20 mm thick rings were used for inspection and metallurgical analysis. 1.1.1 METALLURGICAL RESEARCH

[00157] Amostras foram preparadas a partir de cada anel de 20 mm de espessura cortando-se através da espessura em dois locais afastados a cerca de 15 mm e formando-se seções transversais dos anéis. Cada corte foi realizado perpendicular às circunferências externa e interna do anel. Por esse motivo, a largura da amostra diminuiu da superfície externa para a superfície interna. As amostrar foram montadas, moídas e polidas seguindo os procedimentos-padrão metalográficos e foram, então, gravadas com Cloreto Férrico Acidificado (AFC) para examinação metalográfica. As microestruturas das amostras foram examinadas com um microscópio eletrônico de varredura. Além disso, um estereomicroscópio óptico foi usado para examinação macroscópica das amostras.[00157] Samples were prepared from each 20 mm thick ring by cutting through the thickness at two locations about 15 mm apart and forming cross sections of the rings. Each cut was made perpendicular to the outer and inner circumferences of the ring. For this reason, the sample width decreased from the outer surface to the inner surface. Samples were mounted, ground and polished following standard metallographic procedures and were then engraved with Acidified Ferric Chloride (AFC) for metallographic examination. The microstructures of the samples were examined with a scanning electron microscope. In addition, an optical stereomicroscope was used for macroscopic examination of the samples.

[00158] Análise das amostras a partir dos cilindros estabeleceu que a microestrutura de fundição em cada caso compreendeu o metal hospedeiro de ferro fundido de alto teor de Cr eutético de A05 e uma distribuição não uniforme de partículas de NbC sólidas ao longo do metal hospedeiro. A Figura 2 é uma imagem de SEM de uma seção de uma das amostras. A Figura 2 mostra a distribuição não uniforme de partículas de NbC no metal hospedeiro. A Figura indica que NbC foi indetectável no metal hospedeiro. Mais particularmente, foi constatado que as partículas de NbC são insolúveis no metal hospedeiro na temperatura de fusão e nos cilindros fundidos.[00158] Analysis of the samples from the cylinders established that the foundry microstructure in each case comprised the host metal of high Eutectic Cr content of A05 and a non-uniform distribution of solid NbC particles along the host metal. Figure 2 is an SEM image of a section of one of the samples. Figure 2 shows the non-uniform distribution of NbC particles in the host metal. The Figure indicates that NbC was undetectable in the host metal. More particularly, it has been found that NbC particles are insoluble in the host metal at the melting temperature and in the molten cylinders.

[00159] A Figura 3 compreende imagens ópticas de seções transversais de amostras dos cilindros “37628”, “37629”, “37630” e “37655”.[00159] Figure 3 comprises optical images of cross-sections of samples of cylinders "37628", "37629", "37630" and "37655".

[00160] A Figura 3a mostra que a amostra do cilindro “37628” tinha uma camada externa rica em partícula de NbC de cerca de 2 mm de espessura. Na parte interna da camada externa há três camadas enumeradas 2 a 4 na Figura. Há limites entre as camadas. Cada camada tem cerca de 3 a 5 mm de espessura. As camadas 2 a 4 formam uma região interna que tem uma concentração de partículas de NbC inferior à camada externa.[00160] Figure 3a shows that the cylinder sample “37628” had an outer layer rich in NbC particle about 2 mm thick. On the inside of the outer layer there are three layers numbered 2 through 4 in the Figure. There are boundaries between layers. Each layer is about 3 to 5 mm thick. Layers 2 to 4 form an inner region that has a lower concentration of NbC particles than the outer layer.

[00161] A Figura 3b mostra que a amostra do cilindro “37629” tinha uma estrutura em camadas (isto é, em bandas) similar, porém, com mais camadas do que é mostrado na Figura 3a. A camada externa de partícula de NbC de alta concentração (identificada pelo numeral 1 na Figura) tem cerca de 2 mm de espessura com partículas de NbC espalhadas uniformemente ao longo da amostra. A camada externa 1 e a camada mais interna (identificada pelo numeral 6 na Figura) são as mais distintas e as camadas entre as mesmas (isto é, camadas 2 a 5 na Figura) são muito similares entre si em termos de aparência, porém, são camadas distintas, entretanto, separadas por limites. Foi constatado que as microestruturas das camadas 1 e 6 são muito diferentes entre si, assim como são diferentes das microestruturas das camadas 2 a 5. Foi constatado que as microestruturas das camadas 2 a 5 são consideravelmente similares entre si. Cada camada de 1 a 6 tem cerca de 3 a 4 mm de espessura.[00161] Figure 3b shows that the cylinder sample “37629” had a similar layered (ie banded) structure, but with more layers than shown in Figure 3a. The outer layer of high concentration NbC particle (identified by numeral 1 in Figure) is about 2 mm thick with NbC particles evenly spread throughout the sample. The outer layer 1 and the innermost layer (identified by the numeral 6 in the Figure) are the most distinct and the layers between them (ie, layers 2 to 5 in the Figure) are very similar to each other in terms of appearance, however, they are distinct layers, however, separated by boundaries. It was found that the microstructures of layers 1 and 6 are very different from each other, as well as they are different from the microstructures of layers 2 to 5. It was found that the microstructures of layers 2 to 5 are remarkably similar to each other. Each layer 1 to 6 is about 3 to 4 mm thick.

[00162] O cilindro “37630” foi fundido à velocidade de rotação mais alta. A Figura 3c mostra que a amostra tinha três camadas. Em comparação com as amostras dos outros três cilindros, essa fundição tinha a concentração de partícula de NbC mais baixa nas camadas internas. A alta velocidade de rotação forçou mais partículas de NbC para a camada externa, resultando na camada de partícula de NbC de alta concentração mais espessa de todas as fundições.[00162] Cylinder “37630” was cast at the highest rotation speed. Figure 3c shows that the sample had three layers. Compared to the samples from the other three cylinders, this foundry had the lowest NbC particle concentration in the inner layers. The high speed of rotation forced more NbC particles into the outer layer, resulting in the thickest high concentration NbC particle layer of all castings.

[00163] O cilindro “37655” foi fundido à mesma velocidade de rotação que o cilindro “37628”, mas foi fundido com uma espessura de parede 5 mm mais espessa. A Figura 3d mostra que a camada rica em partícula de NbC na amostra do cilindro “37655” teve aproximadamente 3 mm de espessura a mais na amostra do cilindro “37628”. Isso mostra que mesmo que as velocidades de rotação sejam iguais, uma parede mais espessa resulta em uma zona rica em partícula de NbC mais espessa.[00163] Cylinder "37655" was cast at the same rotational speed as cylinder "37628" but was cast with a 5 mm thicker wall thickness. Figure 3d shows that the NbC particle-rich layer in cylinder sample “37655” was approximately 3 mm thicker in cylinder sample “37628”. This shows that even if the rotation speeds are equal, a thicker wall results in a thicker NbC particle-rich zone.

[00164] As frações em volume de partícula de NbC (a) da camada externa rica em partícula de NbC e (b) da camada interna de partícula de NbC de baixa concentração foram calculadas a partir de imagens de SEM de várias áreas das camadas em amplificação de 100x. Os valores mostrados na Tabela 2 são as médias de múltiplas medições. TABELA 2. PARTÍCULAS DE NBC EM CAMADAS EXTERNAS E INTERNAS

Figure img0003
[00164] The NbC particle volume fractions (a) of the outer layer rich in NbC particle and (b) the inner layer of low concentration NbC particle were calculated from SEM images of various areas of the layers in 100x magnification. The values shown in Table 2 are the means of multiple measurements. TABLE 2. NBC PARTICLES IN EXTERNAL AND INTERNAL LAYERS
Figure img0003

[00165] A partir da Tabela 2, é evidente que a velocidade de rotação durante a fundição teve um efeito sobre a camada externa rica em partícula de NbC dos cilindros fundidos. A amostra para o cilindro “37630”, que foi fundida à velocidade mais alta teve a espessura de camada mais alta e a fração em volume mais alta das partículas de NbC. A amostra para o cilindro “37629”, que foi fundida com a segunda velocidade mais alta, se aproximou em termos de fração em volume de NbC, porém, a espessura da camada foi aproximadamente a metade da camada na amostra “37630”. Comparar as amostras para os cilindros “37628” e “37655” mostra que até mesmo com a mesma velocidade de rotação, se a espessura de parede da fundição for maior (isto é, more material), então a camada externa rica em partícula de NbC e sua fração em volume de partículas de NbC também serão maiores.[00165] From Table 2, it is evident that the rotation speed during casting had an effect on the NbC-rich outer layer of the cast cylinders. The sample for cylinder “37630”, which was melted at the highest velocity had the highest layer thickness and the highest volume fraction of the NbC particles. The sample for cylinder “37629”, which was cast at the second highest velocity, approached in terms of volume fraction of NbC, however, the layer thickness was approximately half the layer in sample “37630”. Comparing the samples for cylinders "37628" and "37655" shows that even at the same rotational speed, if the casting wall thickness is greater (ie more material), then the outer layer rich in NbC particle and its fraction by volume of NbC particles will also be larger.

[00166] Além disso, todas as quatro fundições apresentaram níveis similares de partículas de NbC presentes nas camadas internas de partícula de NbC não concentradas, coletivamente descritas como uma região interna para cada amostra. A maior parte das partículas de NbC observadas nas regiões internas foram uma morfologia típica de “Escritura chinesa”. Uma pequena quantidade de partículas de NbC esféricas e dentríticas também foi observada. 1.1.2 MEDIÇÕES DE FERRITA E DUREZA[00166] Furthermore, all four foundries had similar levels of NbC particles present in the unconcentrated NbC particle inner layers, collectively described as an inner region for each sample. Most of the NbC particles observed in the inner regions were a typical “Chinese script” morphology. A small amount of spherical and dendritic NbC particles was also observed. 1.1.2 FERRITE AND HARDNESS MEASUREMENTS

[00167] Os testes transversais de dureza Vickers com uma carga de 10 kg foram executados nas superfícies polidas de cada amostra. As medições foram iniciadas no diâmetro externo (OD) de cada amostra e, então, atravessadas pela espessura da amostra a intervalos de 1 mm, finalizado no diâmetro interno (ID) da amostra.[00167] Cross-sectional Vickers hardness tests with a load of 10 kg were performed on the polished surfaces of each sample. Measurements were started at the outer diameter (OD) of each sample and then traversed by the thickness of the sample at 1 mm intervals, ending at the inner diameter (ID) of the sample.

[00168] A Tabela 3 mostra as leituras de ferrita e dureza média para cada uma das regiões. Os perfis de dureza transversal são mostrados na Figura 4. TABELA 3. MEDIÇÕES DE FERRITA E DUREZA

Figure img0004
[00168] Table 3 shows the ferrite and average hardness readings for each of the regions. The transverse hardness profiles are shown in Figure 4. TABLE 3. FERRITE AND HARDNESS MEASUREMENTS
Figure img0004

[00169] Ficará evidente a partir da Tabela 3 e da Figura 4 que a camada externa rica em partícula de NbC de cada uma das amostras era consideravelmente mais dura do que a região interna da amostra e que os valores de dureza mais altos eram tipicamente na superfície externa de cada amostra e diminuíram uniformemente para aproximadamente 8 mm a partir da superfície externa e permaneceram geralmente constantes pelo restante da amostra. Além disso, os resultados de medição de ferrita para as quatro fundições mostraram uma tendência geral da camada externa rica em partícula de NbC que tem medições de ferrita mais altas do que as camadas que formam as regiões internas. As diferenças no teor de ferrita foram insignificantes, em que as camadas externas ricas em partícula de NbC variam de 13 a 16%, ao passo que as regiões internas variam entre 9 e 10%. 1.1.3 SUMÁRIO[00169] It will be evident from Table 3 and Figure 4 that the outer layer rich in NbC particle of each of the samples was considerably harder than the inner region of the sample and that the highest hardness values were typically in the outer surface of each sample and uniformly decreased to approximately 8 mm from the outer surface and remained generally constant throughout the remainder of the sample. In addition, the ferrite measurement results for the four smelters showed a general trend of the outer layer rich in NbC particle having higher ferrite measurements than the layers forming the inner regions. Differences in ferrite content were negligible, with the outer layers rich in NbC particles ranging from 13 to 16%, while the inner regions ranged between 9 and 10%. 1.1.3 SUMMARY

[00170] • Todas as quatro fundições centrífugas A301 (metal hospedeiro de A05 + 5% em volume de partículas de NbC) exibiram segregação de NbC, resultando em as camadas externas de cada amostra terem altas concentrações de partículas de NbC.[00170] • All four A301 centrifugal castings (A05 host metal + 5% by volume NbC particles) exhibited NbC segregation, resulting in the outer layers of each sample having high concentrations of NbC particles.

[00171] • Todas as quatro fundições exibiram camadas abaixo da camada externa rica em partícula de NbC, que foram marginalmente diferentes entre si. Cada fundição apresentou uma quantidade diferente de camadas.[00171] • All four foundries exhibited layers below the outer layer rich in NbC particle, which were marginally different from each other. Each foundry had a different amount of layers.

[00172] • A espessura e a dureza das camadas ricas em partícula de NbC e as frações em volume de partículas de NbC nas camadas externas dos cilindros centrifugamente fundidos dependeram dos diferentes parâmetros de fundição, inclusive a taxa de rotação de fundição e espessura de parede.[00172] • The thickness and hardness of the NbC particle-rich layers and the volume fractions of NbC particles in the outer layers of the centrifugally cast cylinders depended on different casting parameters, including casting rotation rate and wall thickness .

[00173] • As amostras para cilindros “37628” e “37655” foram fundidas às mesmas velocidades de rotação, porém, com massa de material diferente, resultando em diferentes dimensões. A amostra “37655” apresentou uma camada externa rica em partícula de NbC ligeiramente mais espessa e também continha uma maior quantidade de camadas em bandas diferentes através da espessura das amostras.[00173] • The specimens for cylinders “37628” and “37655” were cast at the same rotational speeds but with different mass of material, resulting in different dimensions. Sample “37655” had a slightly thicker NbC particle-rich outer layer and also contained a greater amount of layers in different bands across the thickness of the samples.

[00174] • A amostra para o cilindro “37629” foi similar à amostra para o cilindro “37628”, apesar de ser fundido a uma velocidade de rotação superior. A velocidade de rotação mais rápida não afetou a espessura da camada externa rica em partícula de NbC, porém, afetou a fração em volume de partículas de NbC na camada externa ligeiramente.[00174] • The specimen for cylinder “37629” was similar to the specimen for cylinder “37628”, despite being cast at a higher rotational speed. The faster rotation speed did not affect the thickness of the outer layer rich in NbC particle, however, it did affect the volume fraction of NbC particles in the outer layer slightly.

[00175] • A amostra para a amostra de cilindro “37630” foi fundida à maior velocidade de rotação e isso foi refletido diretamente em diversos recursos. A amostra apresentou a camada externa rica em partícula de NbC mais espessa e a fração mais alta de partículas de NbC na camada externa. Consequentemente, a dureza da camada externa mais alta registrada para esse grupo de cilindros.[00175] • The specimen for cylinder specimen “37630” was cast at the highest rotation speed and this was directly reflected in various features. The sample had the thickest NbC particle-rich outer layer and the highest fraction of NbC particles in the outer layer. Consequently, the highest outer shell hardness recorded for that group of cylinders.

[00176] • Os resultados de medição de ferrita para fundições mostraram uma tendência geral da camada externa rica em partícula de NbC que tem medições de ferrita mais altas do que as camadas que formam as regiões internas. As diferenças no teor de ferrita foram insignificantes, em que as camadas externas ricas em partícula de NbC variam de 13 a 16%, ao passo que as regiões internas variam entre 9 e 10%. 4.2. FUNDIÇÃO CENTRÍFUGA DE QUATRO cilindros A303 (metal hospedeiro de A05 + 12% em volume de partículas de NbC)[00176] • Ferrite measurement results for foundries have shown a general trend of the outer layer rich in NbC particle having higher ferrite measurements than the layers forming the inner regions. Differences in ferrite content were negligible, with the outer layers rich in NbC particles ranging from 13 to 16%, while the inner regions ranged between 9 and 10%. 4.2. A303 FOUR Cylinder CENTRIFUGAL CASTING (A05 host metal + 12% by volume of NbC particles)

[00177] Quatro cilindros foram fundidos sob as mesmas condições que os quatro cilindros descritos na seção 1.1 acima, em que o mesmo metal hospedeiro (A05), porém, com uma fração em volume de NbC geral de 12%. As dimensões de cilindro e velocidades de rotação estão na Tabela 4. TABELA 4. CÓDIGOS DE TRABALHO E DIMENSÃO DE CILINDROS QUE CONTÊM 12% EM VOLUME DE NbC

Figure img0005
[00177] Four cylinders were cast under the same conditions as the four cylinders described in section 1.1 above, in the same host metal (A05), but with an overall NbC volume fraction of 12%. Cylinder dimensions and rotation speeds are in Table 4. TABLE 4. WORK CODES AND SIZE OF CYLINDERS CONTAINING 12% NbC VOLUME
Figure img0005

[00178] Cada cilindro de 400 mm foi secionado em três anéis de aproximadamente 280 mm, 20 mm e 100 mm de comprimento. Os anéis de 20 mm de espessura foram usados para inspeção e análise metalúrgica. As amostras foram preparadas e testadas com o uso da mesma metodologia descrita na seção 1.1 acima.[00178] Each 400 mm cylinder was sectioned into three rings of approximately 280 mm, 20 mm and 100 mm in length. The 20 mm thick rings were used for inspection and metallurgical analysis. The samples were prepared and tested using the same methodology described in section 1.1 above.

[00179] A Figura 5 compreende imagens ópticas de amostras dos cilindros “37631”, “37632”, “37633” e “37636”.[00179] Figure 5 comprises optical images of samples of cylinders "37631", "37632", "37633" and "37636".

[00180] Ficará evidente a partir da Figura 5 que, conforme foi o caso com os cilindros de fração em volume de partícula de NbC inferior descrito na seção 1.1 acima, as partículas de NbC formaram uma distribuição não uniforme no metal hospedeiro através da espessura das fundições, sendo que as camadas externas das amostras têm concentrações mais altas de partículas de NbC.[00180] It will be evident from Figure 5 that, as was the case with the lower NbC particle volume fraction cylinders described in section 1.1 above, the NbC particles formed a non-uniform distribution in the host metal across the thickness of the smelters, with the outer layers of the samples having higher concentrations of NbC particles.

[00181] De modo similar ao caso com os cilindros de fração em volume de partícula de NbC inferior descrito na seção 1.1 acima, a análise de SEM estabeleceu que NbC não foi detectável no metal hospedeiro. Mais particularmente, foi constatado que as partículas de NbC são insolúveis no metal hospedeiro na temperatura de fusão e nos cilindros fundidos.[00181] Similar to the case with the lower NbC particle volume fraction cylinders described in section 1.1 above, SEM analysis established that NbC was not detectable in the host metal. More particularly, it has been found that NbC particles are insoluble in the host metal at the melting temperature and in the molten cylinders.

[00182] As frações em volume de partícula de NbC das camadas externas ricas em partícula de NbC e as espessuras das camadas externas foram calculadas a partir de imagens de SEM de várias áreas das camadas em amplificação de 100x. Os valores mostrados na Tabela 5 são as médias de múltiplas medições. TABELA 5. ESPESSURA DE CAMADA EXTERNA E % EM VOLUME MÉDIA DE PARTÍCULAS DE NBC

Figure img0006
The NbC particle volume fractions of the outer layers rich in NbC particle and the thicknesses of the outer layers were calculated from SEM images of various areas of the layers at 100x magnification. The values shown in Table 5 are the means of multiple measurements. TABLE 5. EXTERNAL LAYER THICKNESS AND AVERAGE % VOLUME OF NBC PARTICLES
Figure img0006

[00183] Os testes transversais de dureza Vickers com uma carga de 10 kg foram executados nas superfícies polidas de cada amostra. As medições foram iniciadas no diâmetro externo (OD) de cada amostra e, então, atravessadas pela espessura da amostra a intervalos de 1 mm, finalizado no diâmetro interno (ID) da amostra.[00183] Cross-sectional Vickers hardness tests with a load of 10 kg were performed on the polished surfaces of each sample. Measurements were started at the outer diameter (OD) of each sample and then traversed by the thickness of the sample at 1 mm intervals, ending at the inner diameter (ID) of the sample.

[00184] A Tabela 6 mostra as leituras de ferrita e dureza média para cada uma das duas regiões. Os perfis de dureza transversal são mostrados na Figura 6. TABELA 6. MEDIÇÕES DE FERRITA E DUREZA

Figure img0007
[00184] Table 6 shows the ferrite and average hardness readings for each of the two regions. The transverse hardness profiles are shown in Figure 6. TABLE 6. FERRITE AND HARDNESS MEASUREMENTS
Figure img0007

[00185] Ficará evidente a partir das Tabelas 5 e 6 e das Figuras 5 e 6 que os mesmos resultados básicos foram obtidos com a porcentagem em volume mais alta dos cilindros A303 e com os cilindros A301 descritos na seção 1.1 acima. 4.3. FUNDIÇÃO CENTRÍFUGA DE QUATRO cilindros A304 (metal hospedeiro de A05 + 17% em volume partículas de NbC)[00185] It will be evident from Tables 5 and 6 and Figures 5 and 6 that the same basic results were obtained with the higher percentage by volume of the A303 cylinders and with the A301 cylinders described in section 1.1 above. 4.3. A304 FOUR Cylinder CENTRIFUGAL CASTING (A05 host metal + 17% NbC particles by volume)

[00186] Quatro cilindros A304 foram fundidos centrifugamente com o uso das mesmas condições que os cilindros A301 e A303 descritos nas seções acima 1.1 e 1.2, respectivamente, com o mesmo metal hospedeiro de A05, porém, com uma fração em volume mais alta de partículas de NbC. As amostras foram preparadas e testadas conforme descrito nas seções 1.1 e 1.2 acima. Apenas três cilindros foram examinados (o cilindro “37634” fundido a 920 rpm, o cilindro “37635” fundido a 1.100 rpm e o cilindro “37636” fundido a 1.280 rpm).[00186] Four A304 cylinders were centrifugally cast using the same conditions as the A301 and A303 cylinders described in sections 1.1 and 1.2 above, respectively, with the same host metal as A05, but with a higher volume fraction of particles of NbC. Samples were prepared and tested as described in sections 1.1 and 1.2 above. Only three cylinders were examined (the “37634” cylinder cast at 920 rpm, the “37635” cylinder cast at 1100 rpm and the “37636” cylinder cast at 1280 rpm).

[00187] A Figura 7 compreende imagens ópticas de amostras de seções transversais dos cilindros “37634” e “37635”.[00187] Figure 7 comprises optical images of cross-sectional samples of cylinders "37634" and "37635".

[00188] Ficará evidente a partir da Figura 7 que, conforme foi o caso com os cilindros de fração em volume de partícula de NbC inferior descrito nas seções 1.1 e 1.2 acima, as partículas de NbC formaram uma distribuição não uniforme no metal hospedeiro através da espessura das fundições, em que as camadas externas das amostras têm concentrações superiores de partículas de NbC. As seções transversais mostram uma camada externa rica em partícula de NbC (ou região) e uma região interna de concentração de partícula de NbC inferior (que pode incluir múltiplas camadas separadas através de limites).[00188] It will be evident from Figure 7 that, as was the case with the lower NbC particle volume fraction cylinders described in sections 1.1 and 1.2 above, the NbC particles formed a non-uniform distribution in the host metal across the thickness of castings, where the outer layers of the samples have higher concentrations of NbC particles. The cross sections show an outer NbC particle-rich layer (or region) and an inner region of lower NbC particle concentration (which may include multiple layers separated by boundaries).

[00189] Além disso, conforme foi o caso com os cilindros de fração em volume de partícula de NbC inferior descritos nas seções 1.1 e 1.2 acima, a análise de SEM estabeleceu que NbC não foi detectável no metal hospedeiro. Mais particularmente, foi constatado que as partículas de NbC são insolúveis no metal hospedeiro na temperatura de fusão e nos cilindros fundidos.[00189] Furthermore, as was the case with the lower NbC particle volume fraction cylinders described in sections 1.1 and 1.2 above, SEM analysis established that NbC was not detectable in the host metal. More particularly, it has been found that NbC particles are insoluble in the host metal at the melting temperature and in the molten cylinders.

[00190] O trabalho de teste indicou que as espessuras das camadas externas ricas em partícula de NbC nas amostras para os cilindros “37634”, “37635” e “37636” tinham 12 mm, 13 mm e 15 mm, respectivamente.[00190] The test work indicated that the thicknesses of the outer layers rich in NbC particle in the samples for cylinders “37634”, “37635” and “37636” were 12 mm, 13 mm and 15 mm, respectively.

[00191] As concentrações em volume das partículas de NbC nas camadas externas de tais amostras foram 28% par ao cilindro “37634”, 25% para o cilindro “37635” e 29% para o cilindro “37636”.[00191] The concentrations by volume of NbC particles in the outer layers of such samples were 28% for cylinder “37634”, 25% for cylinder “37635” and 29% for cylinder “37636”.

[00192] A Tabela 7 mostra as leituras de ferrita e dureza média para cada uma das regiões interna e externa das amostras dos cilindros “37634” e “37635”. Os perfis de dureza transversal são mostrados na Figura 8. TABELA 7. LEITURAS DE FERRITA E DUREZA

Figure img0008
[00192] Table 7 shows the ferrite and average hardness readings for each of the inner and outer regions of cylinder samples “37634” and “37635”. The transverse hardness profiles are shown in Figure 8. TABLE 7. FERRITE AND HARDNESS READINGS
Figure img0008

[00193] Ficará evidente a partir da Tabela 7 e das Figuras 7 e 8 que os mesmos resultados básicos foram obtidos com a porcentagem em volume superior dos cilindros A304 e com os cilindros A301 e A303 descritos nas seções 1.1 e 1.2 acima. 4.4. FUNDIÇÃO CENTRIFUGA DE UM cilindro A352 (metal HOSPEDEIRO C21 + 10% em volume de partículas de NbC)[00193] It will be evident from Table 7 and Figures 7 and 8 that the same basic results were obtained with the higher volume percentage of the A304 cylinders and with the A301 and A303 cylinders described in sections 1.1 and 1.2 above. 4.4. A352 ONE-Cylinder CENTRIFUGAL CASTING (HOST C21 metal + 10% NbC particles by volume)

[00194] Um cilindro A352 foi fundido centrifugamente a partir de um metal hospedeiro C21 com 10% em volume de partículas de NbC. As amostras foram preparadas e testadas conforme descrito acima.[00194] An A352 cylinder was centrifugally cast from a C21 host metal with 10% by volume of NbC particles. Samples were prepared and tested as described above.

[00195] A Figura 9 compreende uma imagem óptica de uma seção transversal de uma amostra do cilindro A352.[00195] Figure 9 comprises an optical image of a cross section of a sample of cylinder A352.

[00196] Ficará evidente a partir da Figura 9 que, conforme foi o caso com os outros cilindros de teste descritos acima, as partículas de NbC formaram uma distribuição não uniforme através da espessura da fundição, em que a camada externa da amostra tem uma concentração superior de partículas de NbC.[00196] It will be evident from Figure 9 that, as was the case with the other test cylinders described above, the NbC particles formed a non-uniform distribution across the thickness of the casting, where the outer layer of the sample has a concentration higher than NbC particles.

[00197] Além disso, conforme foi o caso com os outros cilindros de teste descritos acima, a análise de SEM estabeleceu que NbC não foi detectável no metal hospedeiro. Mais particularmente, foi constatado que as partículas de NbC são insolúveis no metal hospedeiro na temperatura de fusão e nos cilindros fundidos.[00197] Furthermore, as was the case with the other test cylinders described above, SEM analysis established that NbC was not detectable in the host metal. More particularly, it has been found that NbC particles are insoluble in the host metal at the melting temperature and in the molten cylinders.

[00198] Conforme mostrado na Figura 9, a camada rica em NbC é uma camada com 20 mm de espessura, 50% da espessura radial total da amostra. Constatou-se que a amostra continha cerca de 25% em volume de partículas de NbC.[00198] As shown in Figure 9, the NbC-rich layer is a 20 mm thick layer, 50% of the total radial thickness of the sample. The sample was found to contain about 25% by volume of NbC particles.

[00199] Após a gravação, três subcamadas da camada externa rica em partícula de NbC com 20 mm de espessura foram identificadas e são mostradas na Figura 10. A Figura 10 mostra que houve solidificação direcional através das subcamadas durante a fundição centrífuga. Constatou-se que a estrutura colunar contribuiu de modo significativo para a resistência ao desgaste da fundição. 4.5. FUNDIÇÃO CENTRÍFUGA DE UM cilindro A323 (metal HOSPEDEIRO de A49 + 15% em volume de partículas de NbC)[00199] After etching, three sublayers of the outer layer rich in NbC particle with 20 mm thickness were identified and are shown in Figure 10. Figure 10 shows that there was directional solidification through the sublayers during centrifugal casting. It was found that the columnar structure contributed significantly to the wear resistance of the foundry. 4.5. CENTRIFUGAL CASTING OF A323 ONE Cylinder (HOST metal of A49 + 15% by volume of NbC particles)

[00200] Um cilindro A323 foi centrifugamente fundido a partir de um metal hospedeiro A119 e 15% em volume de partículas de NbC. As amostras foram preparadas e testadas conforme descrito acima. 1.5.1 INVESTIGAÇÃO METALÚRGICA[00200] An A323 cylinder was centrifugly cast from an A119 host metal and 15% by volume of NbC particles. Samples were prepared and tested as described above. 1.5.1 METALLURGICAL RESEARCH

[00201] A Figura 11 compreende uma imagem óptica de uma seção transversal de uma amostra do cilindro A323. Ficará evidente a partir da Figura 11 que, conforme foi o caso com os outros cilindros de teste descritos acima, as partículas de NbC formaram uma distribuição não uniforme através da espessura da fundição, em que a camada externa da amostra tem uma concentração superior de partículas de NbC.[00201] Figure 11 comprises an optical image of a cross section of a sample of cylinder A323. It will be evident from Figure 11 that, as was the case with the other test cylinders described above, the NbC particles formed a non-uniform distribution across the thickness of the casting, with the outer layer of the sample having a higher concentration of particles of NbC.

[00202] Além disso, conforme foi o caso com os outros cilindros de teste descritos acima, a análise de SEM estabeleceu que NbC não foi detectável no metal hospedeiro. Mais particularmente, foi constatado que as partículas de NbC são insolúveis no metal hospedeiro na temperatura de fusão e nos cilindros fundidos.[00202] Furthermore, as was the case with the other test cylinders described above, SEM analysis established that NbC was not detectable in the host metal. More particularly, it has been found that NbC particles are insoluble in the host metal at the melting temperature and in the molten cylinders.

[00203] Conforme ficará evidente a partir da Figura 11, a camada externa rica em partícula de NbC é uma banda muito distinta ao longo de toda a borda externa do círculo. Isso ficou visível tanto no nível macroscópico quanto microscópico.[00203] As will become evident from Figure 11, the outer particle-rich layer of NbC is a very distinct band along the entire outer edge of the circle. This was visible on both the macroscopic and microscopic levels.

[00204] Constatou-se que a profundidade da camada externa rica em partícula de NbC é consistente ao longo da circunferência em cerca de 7 a 8 mm, isto é, aproximadamente 25 a 30% da espessura radial da amostra. Foi constatado, ainda que a fração em volume de NbC dessa camada externa é consistente nas áreas examinadas em cerca de 28 a 31% em volume do volume total da camada externa.[00204] The depth of the outer layer rich in NbC particle has been found to be consistent along the circumference at about 7 to 8 mm, ie, approximately 25 to 30% of the radial thickness of the sample. It was found, however, that the fraction in volume of NbC of this outer layer is consistent in the areas examined at approximately 28 to 31% in volume of the total volume of the outer layer.

[00205] Além das concentrações de NbC, foi constatado que as microestruturas das camadas externas e internas têm outras diferenças significantes. As partículas de NbC na camada externa rica em partícula de NbC foram principalmente arredondadas sem nenhuma borda afiada, ao passo que aquelas nas camadas internas tinham uma variedade de formatos que variam de formatos arredondados a dentríticos pontiagudos. A estrutura de matriz da camada externa rica em partícula de NbC e as outras camadas podem ser distinguidas principalmente através da presença/ausência de estrutura de partículas de NbC do tipo “Escritura chinesa” nos dendritos de austenita da matriz. Esse tipo de estrutura de NbC foi encontrado extensivamente nas camadas internas, porém, foi quase inexistente na camada externa rica em partícula de NbC. Isso resultou em uma diferença em características térmicas da camada externa rica em partícula de NbC e das camadas internas.[00205] In addition to the concentrations of NbC, it was found that the microstructures of the outer and inner layers have other significant differences. The NbC particles in the NbC particle-rich outer layer were mostly rounded without any sharp edges, whereas those in the inner layers had a variety of shapes ranging from round shapes to sharp dentrites. The matrix structure of the NbC particle-rich outer layer and the other layers can mainly be distinguished through the presence/absence of “Chinese script” type NbC particle structure in the matrix austenite dendrites. This type of NbC structure was found extensively in the inner layers, however, it was almost non-existent in the outer layer rich in NbC particles. This resulted in a difference in thermal characteristics of the NbC particle-rich outer layer and the inner layers.

[00206] Uma microestrutura muito exclusiva foi encontrada no limite da camada externa rica em partícula de NbC e das camadas internas. As microestruturas foram distinguidas por as partículas de NbC serem predominantemente em formato de cruz (dendríticas). Algumas partículas nessa região se assemelharam a um formato que era uma mistura de arredondado e dendrítico. 1.5.2 DUREZA E FERRITA[00206] A very unique microstructure was found at the boundary of the outer layer rich in NbC particle and the inner layers. The microstructures were distinguished by the NbC particles being predominantly cross-shaped (dendritic). Some particles in this region resembled a shape that was a mixture of rounded and dendritic. 1.5.2 HARDNESS AND FERRIT

[00207] Os testes transversais de dureza Vickers com uma carga de 10 kg foram executados em superfícies polidas de duas amostras. As medições se iniciaram nas bordas mais externas das amostras e, então, atravessaram a espessura das fundições a intervalos de 1 mm para serem finalizadas nas bordas mais internas. A Tabela 8 mostra a leitura de ferrita e dureza média para a camada externa rica em partícula de NbC e as camadas internas de cada amostra. A camada externa rica em partícula de NbC de cada amostra é descrita como a “região externa” na Tabela e as camadas internas de cada amostra são descritas como a “região interna” na Tabela. Os perfis de dureza transversal são mostrados na Figura 12. TABELA 8. MEDIÇÕES DE FERRITA E DUREZA

Figure img0009
[00207] Cross-sectional Vickers hardness tests with a load of 10 kg were performed on the polished surfaces of two samples. Measurements started at the outermost edges of the samples and then traversed the thickness of the castings at 1mm intervals to be finished at the innermost edges. Table 8 shows the ferrite reading and average hardness for the outer layer rich in NbC particle and the inner layers of each sample. The outer layer rich in NbC particle of each sample is described as the “outer region” in the Table and the inner layers of each sample are described as the “inner region” in the Table. The transverse hardness profiles are shown in Figure 12. TABLE 8. FERRITE AND HARDNESS MEASUREMENTS
Figure img0009

[00208] A concentração mais alta de partícula de NbC da camada externa rica em partícula de NbC (a região externa) naturalmente resultou em uma dureza maior do que a região interna para cada amostra. Os resultados de dureza se correlacionam aos resultados da fração em volume, em que uma fração em volume de maior da amostra 4719CC-B forneceu um resultado de dureza maior do que a amostra 419CC-A. Não houve nenhuma diferença significativa no teor de ferrita entre as duas regiões de cada amostra.[00208] The higher NbC particle concentration of the outer layer rich in NbC particle (the outer region) naturally resulted in a harder hardness than the inner region for each sample. The hardness results correlate with the volume fraction results, where a larger volume fraction of the 4719CC-B sample provided a greater hardness result than the 419CC-A sample. There was no significant difference in ferrite content between the two regions of each sample.

[00209] Com referência à Figura 12, os testes transversais de dureza mostraram que para ambas as amostras, a dureza foi a maior na borda mais externa das amostras (isto é, os primeiros pontos de teste para ambos os testes) e a dureza no limite das duas regiões foi de aproximadamente 425 Vickers. A região (de volume) interna manteve uma dureza consistente ao longo da maior parte de sua espessura. CONCLUSÕES 2.4. MATERIAIS FUNCIONALMENTE GRADUADOS[00209] Referring to Figure 12, the cross-sectional hardness tests showed that for both samples, the hardness was highest at the outer edge of the samples (ie, the first test points for both tests) and the hardness at the The limit of the two regions was approximately 425 Vickers. The inner (volume) region maintained a consistent hardness throughout most of its thickness. CONCLUSIONS 2.4. FUNCTIONALLY GRADUATED MATERIALS

[00210] No trabalho de teste resumido acima, os metais hospedeiros (de A05, A49 e C21) com uma faixa de porcentagens em volume de partículas de NbC foram centrifugamente fundidos e examinados. Os resultados estão resumidos na Tabela 9. TABELA 9. RESUMO DE LIGAS DA FAMÍLIA A300 CENTRIFUGAMENTE FUNDIDAS

Figure img0010
[00210] In the test work summarized above, host metals (from A05, A49 and C21) with a range of volume percentages of NbC particles were centrifugly melted and examined. The results are summarized in Table 9. TABLE 9. SUMMARY OF A300 FAMILY CENTRIFUGAL fused ALLOYS
Figure img0010

[00211] A fração em volume de partículas refratárias nas camadas externas ricas em partícula de NbC das fundições foram de até 31% em volume da camada externa. Além disso, altas velocidades de rotação aumentaram a % em volume de NbC, porém, os efeitos foram tipicamente muito pequenos. Na região interna de cada fundição, a porcentagem em volume de partículas de NbC variou na faixa de 2 a 6%.[00211] The fraction by volume of refractory particles in the outer layers rich in NbC particle of the foundries were up to 31% by volume of the outer layer. Also, high rotation speeds increased the % by volume of NbC, however, the effects were typically very small. In the inner region of each casting, the percentage by volume of NbC particles ranged from 2 to 6%.

[00212] A relação entre espessura da camada externa rica em partícula de NbC e a % em volume geral de NbC nas composições de produto e a relação entre a % em volume de NbC na camada externa rica em partícula de NbC e a % em volume geral de NbC nas composições de produto foram analisadas e os resultados são apresentados nas Figuras 13 e 14, respectivamente.[00212] The relationship between the thickness of the outer layer rich in NbC particle and the % by volume of overall NbC in the product compositions and the ratio between the % by volume of NbC in the outer layer rich in NbC particle and the % by volume Overall NbC in the product compositions were analyzed and the results are shown in Figures 13 and 14, respectively.

[00213] Como pode ser observado a partir das Figuras:[00213] As can be seen from the Figures:

[00214] (a) foi constatado que a espessura da camada rica em NbC externa de cada cilindro centrifugamente fundido é diretamente dependente do teor de NbC em volume nominal na composição de produto (consulte a Figura 13); e[00214] (a) it was found that the thickness of the outer NbC-rich layer of each centrifugly cast cylinder is directly dependent on the NbC content in nominal volume in the product composition (see Figure 13); and

[00215] (b) foi constatado que o teor final de NbC na camada externa rica em partícula de NbC de cada cilindro centrifugamente fundido é dependente do teor de NbC em volume nominal na composição de produto, em que o teor de NbC tende a se nivelar em um teor máximo de aproximadamente 28 a 30% na camada externa para o metal hospedeiro de A05 particular e que é 50 a 120% em volume maior do que a porcentagem em volume nominal do material refratário na totalidade do produto através da faixa de NbC% em volume nominal coberta pela Figura 14.[00215] (b) it was found that the final NbC content in the outer layer rich in NbC particle of each centrifugally cast cylinder is dependent on the NbC content in nominal volume in the product composition, where the NbC content tends to rise level to a maximum content of approximately 28 to 30% in the outer layer for the particular A05 host metal and which is 50 to 120% by volume greater than the nominal volume percentage of the refractory material in the entire product through the NbC range % in nominal volume covered by Figure 14.

[00216] Foi constatado, ainda, que a espessura e a concentração de partícula de NbC na camada externa rica em partícula de NbC em cada um dos cilindros centrifugamente fundidos foi independente do Fator G de fundição em uma faixa de 50 a 102.[00216] It was also found that the thickness and concentration of NbC particle in the outer layer rich in NbC particle in each of the centrifugly cast cylinders was independent of the G Factor of casting in a range from 50 to 102.

[00217] Na descrição mencionada anteriormente de modalidades preferenciais, a terminologia específica foi restaurada visando a clareza. No entanto, a invenção não se destina a ser limitada aos termos específicos assim selecionados e deve ser entendido que cada termo específico inclui todos os equivalentes técnicos que operam de uma maneira similar para alcançar um propósito técnico similar. Os termos, tais como “frontal” e “traseiro”, “interno” e “externo”, “acima” e “abaixo”, “superior” e “inferior” e similares são usados como palavras de conveniência para fornecer pontos de referência e não devem ser considerados termos limitadores.[00217] In the aforementioned description of preferred modalities, the specific terminology has been restored for clarity. However, the invention is not intended to be limited to the specific terms so selected and it is to be understood that each specific term includes all technical equivalents that operate in a similar manner to achieve a similar technical purpose. Terms such as "front" and "rear", "inside" and "outside", "above" and "below", "top" and "bottom" and the like are used as convenience words to provide reference points and they should not be considered limiting terms.

[00218] A referência neste relatório descritivo a qualquer publicação anterior (ou informações derivadas da mesma) ou a qualquer matéria que seja conhecida não é e não deve ser entendida como um reconhecimento ou admissão ou qualquer forma de sugestão de que a publicação anterior (ou informações derivadas da mesma) ou matéria conhecida forma parte do conhecimento geral comum no campo de esforço ao qual este relatório descritivo se refere.[00218] Reference in this descriptive report to any previous publication (or information derived therefrom) or to any matter that is known is not and should not be construed as an acknowledgment or admission or any form of suggestion that the previous publication (or information derived therefrom) or known matter forms part of the common general knowledge in the field of effort to which this descriptive report refers.

[00219] No presente relatório descritivo, a expressão “que compreende” deve ser entendida em seu sentido “aberto”, ou seja, no sentido de “incluir” e, assim, não limitada a seu sentido “fechado”, que é o sentido de “consistir apenas em”. Um significado correspondente deve ser atribuído às palavras correspondentes “compreendem”, “compreendido” e “compreende” onde as mesmas aparecem.[00219] In this descriptive report, the expression "which comprises" must be understood in its "open" sense, that is, in the sense of "include" and, thus, not limited to its "closed" sense, which is the sense of “only consist of”. A corresponding meaning must be assigned to the corresponding words “comprise”, “understood” and “comprises” where they appear.

[00220] Além disso, o que foi supracitado descreve apenas algumas modalidades da(s) invenção(ões) e alterações, modificações, adições e/ou alterações podem ser feitas à(s) mesma(s) sem que se afastem do escopo e espírito das modalidades reveladas, em que as modalidades são ilustrativas e não restritivas.[00220] In addition, the foregoing describes only some modalities of the invention(s) and changes, modifications, additions and/or changes can be made thereto without departing from the scope and spirit of the modalities revealed, in which the modalities are illustrative rather than restrictive.

[00221] Ademais, a(s) invenção(ões) foram descritas em relação às que são atualmente consideradas as modalidades mais práticas e preferenciais, deve ser entendido que a invenção não deve ser limitada às modalidades reveladas, mas pelo contrário, se destinam a cobrir várias modificações e disposições equivalentes incluídas no espírito e escopo da(s) invenção(ões). Além disso, as várias modalidades descritas acima podem ser implantadas em conjunto com outras modalidades, por exemplo, aspectos de uma modalidade podem ser combinados com aspectos de outra modalidade para realizar ainda outras modalidades. Ademais, cada recurso ou componente independente de qualquer montagem fornecida pode constituir uma modalidade adicional.[00221] Furthermore, the invention(s) have been described in relation to what are currently considered the most practical and preferred embodiments, it should be understood that the invention should not be limited to the disclosed embodiments, but rather, are intended for cover various modifications and equivalent provisions included in the spirit and scope of the invention(s). In addition, the various modalities described above can be implemented in conjunction with other modalities, for example, aspects of one modality can be combined with aspects of another modality to realize still other modalities. Furthermore, each independent feature or component of any supplied assembly may constitute an additional modality.

[00222] A título de exemplo, embora as modalidades da invenção descritas acima compreendam diferentes tipos de aço (tais como aço inoxidável ou um aço de manganês austenítico) como o metal hospedeiro, a invenção não é limitada a esse tipo de metal hospedeiro e se estende a qualquer metal hospedeiro adequado. A título de exemplo, o metal hospedeiro pode conter, em que o metal hospedeiro contém qualquer um ou mais dos metais de transição, os elementos Ti, Cr, Zr, Hf, V, Nb e Ta.[00222] By way of example, although the embodiments of the invention described above comprise different types of steel (such as stainless steel or an austenitic manganese steel) as the host metal, the invention is not limited to that type of host metal and if extends to any suitable host metal. By way of example, the host metal can contain, where the host metal contains any one or more of the transition metals, the elements Ti, Cr, Zr, Hf, V, Nb and Ta.

[00223] A título de exemplo adicional, embora as modalidades da invenção descritas acima se foquem no NbC como o material das partículas sólidas insolúveis de material refratário, a invenção também se estende a outros materiais refratários.[00223] By way of further example, although the embodiments of the invention described above focus on NbC as the material of the insoluble solid particles of refractory material, the invention also extends to other refractory materials.

[00224] A título de exemplo adicional, embora as modalidades da invenção descritas acima foquem em partículas de NbC que têm uma densidade que é maior do que a do metal hospedeiro, por meio da que há concentrações maiores das partículas refratárias em direção às superfícies externas dos produtos de metal compósito, a invenção também se estende a modalidades em que as partículas refratárias têm uma densidade que é inferior à do metal hospedeiro, por meio da qual há concentrações maiores das partículas refratárias em direção a uma superfície interna do produto de metal compósito.[00224] By way of further example, although the embodiments of the invention described above focus on NbC particles that have a density that is greater than that of the host metal, whereby there are higher concentrations of the refractory particles towards the outer surfaces of the composite metal products, the invention also extends to embodiments in which the refractory particles have a density that is less than that of the host metal, whereby there are higher concentrations of the refractory particles towards an inner surface of the composite metal product. .

[00225] A título de exemplo adicional, embora o trabalho experimental descrito acima tenha sido executado em cilindros centrifugamente fundidos, pode ser prontamente observado que a invenção não é limitada a essa fundição de formato particular e se estende a qualquer produto de formato que possa ser centrifugamente fundido.[00225] By way of further example, although the experimental work described above was performed in centrifugly cast cylinders, it can be readily observed that the invention is not limited to that particular shape casting and extends to any shape product that may be centrifugly melted.

Claims (31)

1. Produto de metal compósito fundido centrifugamente tendo um eixo de rotação e uma superfície externa que se estende axialmente e uma massa de pelo menos 5kg e compreendendo uma matriz de metal ferroso e 5% a 50%, em volume, de partículas sólidas de um material refratário em toda a matriz de metal ferroso, as partículas refratárias sendo carbonetos e/ou boretos e/ou nitretos de um metal de transição ou as partículas refratárias sendo carbonetos e/ou boretos e/ou nitretos de mais de um metal de transição, sendo que as partículas são uma mistura química (em oposição a uma mistura física) dos carbonetos e/ou boretos e/ou nitretos dos mais de um metais de transição, caracterizado pelo fato de que as partículas refratárias são insolúveis em uma temperatura de fusão e têm uma densidade que se encontra dentro de 20% da densidade do metal ferroso em sua temperatura de fusão, sendo que as partículas refratárias se formam em camadas radiais do produto e incluem uma primeira concentração de partículas refratárias em uma camada de superfície externa do produto e uma segunda concentração de partículas refratárias em uma camada interna do produto, sendo que a primeira concentração de partículas refratárias na camada de superfície externa do produto é superior à segunda concentração de partículas refratárias na camada interna do produto.1. Centrifugal cast composite metal product having an axis of rotation and an axially extending outer surface and a mass of at least 5kg and comprising a matrix of ferrous metal and 5% to 50% by volume of solid particles of a refractory material throughout the ferrous metal matrix, refractory particles being carbides and/or borides and/or nitrides of one transition metal or refractory particles being carbides and/or borides and/or nitrides of more than one transition metal, the particles being a chemical mixture (as opposed to a physical mixture) of the carbides and/or borides and/or nitrides of more than one transition metals, characterized by the fact that the refractory particles are insoluble at a melting temperature and have a density that is within 20% of the density of ferrous metal at its melting temperature, the refractory particles being formed in radial layers of the product and including a first concentration of pair. refractory particles in an outer surface layer of the product and a second concentration of refractory particles in an inner layer of the product, the first concentration of refractory particles in the outer surface layer of the product being higher than the second concentration of refractory particles in the inner layer of product. 2. Produto de metal compósito, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira concentração de partículas refratárias na camada de superfície externa do produto está na faixa de 10% a 40%, em volume, do volume total da camada de superfície externa.2. Composite metal product according to claim 1, characterized in that the first concentration of refractory particles in the outer surface layer of the product is in the range of 10% to 40%, by volume, of the total volume of the layer of external surface. 3. Produto de metal compósito, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a segunda concentração de partículas refratárias na camada interna do produto está em uma faixa de 2% a 4,5%, em volume, do volume total da camada interna.3. Composite metal product according to claim 1 or 2, characterized in that the second concentration of refractory particles in the inner layer of the product is in a range of 2% to 4.5%, by volume, of the volume total of the inner layer. 4. Produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a primeira concentração de partículas refratárias é 50% a 120%, em volume, superior à porcentagem em volume nominal do material refratário no produto.4. Composite metal product, according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the first concentration of refractory particles is 50% to 120% by volume, higher than the nominal volume percentage of the refractory material in the product . 5. Produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a camada de superfície externa do produto se estende por menos do que 50% da espessura radial do produto a partir da superfície externa do produto.5. Composite metal product according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the outer surface layer of the product extends for less than 50% of the radial thickness of the product from the outer surface of the product . 6. Produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a camada de superfície externa do produto se estende por 1 mm a 50 mm a partir da superfície externa do produto.6. Composite metal product according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the outer surface layer of the product extends from 1 mm to 50 mm from the outer surface of the product. 7. Produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a primeira concentração de partículas refratárias na camada de superfície externa do produto está em uma faixa de 5% a 90%, em volume, do volume total das partículas.7. Composite metal product according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the first concentration of refractory particles in the outer surface layer of the product is in a range of 5% to 90%, by volume, of the total volume of particles. 8. Produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a concentração geral de partículas refratárias no produto está em uma faixa de 5% a 50%, em volume, tipicamente 5% a 40%, em volume, do volume total do produto.8. Composite metal product according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the general concentration of refractory particles in the product is in a range of 5% to 50% by volume, typically 5% to 40 %, by volume, of the total volume of the product. 9. Produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que tem uma massa de pelo menos 20 kg.9. Composite metal product according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it has a mass of at least 20 kg. 10. Produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que tem uma massa de pelo menos 50 kg.10. Composite metal product according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it has a mass of at least 50 kg. 11. Produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que tem uma massa de pelo menos 75 kg.11. Composite metal product according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it has a mass of at least 75 kg. 12. Produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que as partículas refratárias têm uma densidade que se encontra dentro de 15% da densidade do metal ferroso em sua temperatura de fusão.12. Composite metal product according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the refractory particles have a density that is within 15% of the density of ferrous metal at its melting temperature. 13. Produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o metal ferroso é uma liga ferrosa, tal como um aço inoxidável ou um aço de manganês austenítico ou um ferro fundido.13. Composite metal product according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the ferrous metal is a ferrous alloy, such as a stainless steel or an austenitic manganese steel or a cast iron. 14. Produto de metal compósito, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a liga ferrosa compreende qualquer uma das seguintes ligas (a) aço Hadfield; (b) aço inoxidável 420C; e (c) ferro fundido branco de alto teor de cromo.14. Composite metal product according to claim 13, characterized in that the ferrous alloy comprises any of the following alloys (a) Hadfield steel; (b) 420C stainless steel; and (c) high chromium white cast iron. 15. Produto de metal compósito, de acordo com a reivin-dicação 13, caracterizado pelo fato de que a liga ferrosa é aço Hadfield que compreende 1,0% a 1,4% em peso de C, 0,0% a 1,0% em peso de Si, 10% a 15% em peso de Mn, 0,0% a 3,0% em peso de Mo, 0,0% a 5,0% em peso de Cr, 0,0% a 2,0% em peso de Ni, em que o restante é Fe e impurezas incidentais.15. Composite metal product according to claim 13, characterized in that the ferrous alloy is Hadfield steel comprising 1.0% to 1.4% by weight of C, 0.0% to 1. 0% by weight of Si, 10% to 15% by weight of Mn, 0.0% to 3.0% by weight of Mo, 0.0% to 5.0% by weight of Cr, 0.0% to 2.0% by weight of Ni, the remainder being Fe and incidental impurities. 16. Produto de metal compósito, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a liga ferrosa é um aço inoxidável 420C que compreende 0,3% a 0,5% em peso de C, 0,5% a 1,5% em peso de Si, 0,5% a 3,0% em peso de Mn, 0,0% a 0,5% em peso de Mo, 10% a 14% em peso de Cr, 0,0% a 1,0% em peso de Ni, em que o restante é Fe e impurezas incidentais.16. Composite metal product according to claim 13, characterized in that the ferrous alloy is a 420C stainless steel comprising 0.3% to 0.5% by weight of C, 0.5% to 1, 5% by weight Si, 0.5% to 3.0% by weight Mn, 0.0% to 0.5% by weight Mo, 10% to 14% by weight Cr, 0.0% to 1.0 wt% Ni, the remainder being Fe and incidental impurities. 17. Produto de metal compósito, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a liga ferrosa é um ferro fundido branco de alto teor de cromo que compreende 1,5% a 4,0% em peso de C, 0,0% a 1,5% em peso de Si, 0,5% a 7,0% em peso de Mn, 0,0% a 1,0% em peso de Mo, 15% a 35% em peso de Cr, 0,0% a 1,0% em peso de Ni, em que o restante é Fe e impurezas incidentais.17. Composite metal product according to claim 13, characterized in that the ferrous alloy is a white cast iron with a high chromium content comprising 1.5% to 4.0% by weight of C, 0, 0% to 1.5% by weight of Si, 0.5% to 7.0% by weight of Mn, 0.0% to 1.0% by weight of Mo, 15% to 35% by weight of Cr, 0.0% to 1.0% by weight of Ni, the remainder being Fe and incidental impurities. 18. Produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que compreende uma capa de triturador giratório para um triturador primário, secundário ou terciário.18. Composite metal product according to any one of claims 1 to 17, characterized in that it comprises a rotary crusher cover for a primary, secondary or tertiary crusher. 19. Produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que compreende uma manga de eixo de bomba de pasta fluida.19. Composite metal product according to any one of claims 1 to 17, characterized in that it comprises a slurry pump shaft sleeve. 20. Produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que as partículas têm uma densidade que se encontra dentro de 30% da densidade do metal ferroso em sua temperatura de fusão.20. Composite metal product according to any one of claims 1 to 19, characterized in that the particles have a density that is within 30% of the density of ferrous metal at its melting temperature. 21. Método para fundir centrifugamente um produto de metal compósito, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizado pelo fato de que o método compreende (a) formar uma pasta fluida que compreende partículas refratárias sólidas dispersas em um metal ferroso líquido, as partículas refratárias sendo carbonetos e/ou boretos e/ou nitretos de um metal de transição ou as partículas refratárias sendo carbonetos e/ou boretos e/ou nitretos de mais de um metal de transição, sendo que as partículas são uma mistura química (em oposição a uma mistura física) dos carbonetos e/ou boretos e/ou nitretos dos mais de um metais de transição, as partículas refratárias compreendendo 5% a 50%, em volume, do volume total da pasta fluida, sendo que as partículas refratárias são insolúveis a uma temperatura de fusão, e sendo que as partículas refratárias têm uma densidade que se encontra dentro de 20% da densidade do hospedeiro de metal na temperatura de fusão; e (b) verter a pasta fluida em um molde para o produto e fundir por centrifugação o produto com uma massa de pelo menos 5 kg no molde girando-se o molde em torno do eixo subsequente a e/ou durante o derramamento da pasta no molde e fazendo com que as partículas refratárias se formem em camadas radiais do produto com uma primeira concentração de partículas refratárias em uma camada de superfície externa do produto e uma segunda concentração de partículas refratárias em uma camada interna do produto, sendo que a primeira concentração de partículas refratárias na camada de superfície externa do produto é superior à segunda concentração de partículas refratárias na camada interna do produto.21. Method for centrifugally melting a composite metal product as defined in any one of claims 1 to 20, characterized in that the method comprises (a) forming a slurry comprising solid refractory particles dispersed in a liquid ferrous metal, refractory particles being carbides and/or borides and/or nitrides of a transition metal or refractory particles being carbides and/or borides and/or nitrides of more than one transition metal, the particles being a chemical mixture (in opposition to a physical mixture) of the carbides and/or borides and/or nitrides of more than one transition metals, the refractory particles comprising 5% to 50%, by volume, of the total volume of the slurry, with the refractory particles being insoluble at a melting temperature, and the refractory particles having a density which is within 20% of the metal host density at the melting temperature; and (b) pouring the slurry into a mold for the product and centrifuging the product with a mass of at least 5 kg in the mold by rotating the mold around the axis subsequent to and/or during the pouring of the slurry into the mold and causing the refractory particles to form in radial product layers with a first concentration of refractory particles in an outer surface layer of the product and a second concentration of refractory particles in an inner layer of the product, the first concentration of particles refractory particles in the outer surface layer of the product is higher than the second concentration of refractory particles in the inner layer of the product. 22. Método para fundir centrifugamente um produto de metal compósito, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que as etapas (a) e (b) são executadas em um ambiente inerte.22. Method for centrifugly melting a composite metal product, according to claim 21, characterized in that steps (a) and (b) are performed in an inert environment. 23. Método para fundir centrifugamente um produto de metal compósito, de acordo com a reivindicação 21 ou 22, caracterizado pelo fato de que compreende preparar o molde formando-se um ambiente inerte dentro do molde.23. Method for centrifugally melting a composite metal product, according to claim 21 or 22, characterized in that it comprises preparing the mold by forming an inert environment within the mold. 24. Método para fundir centrifugamente um produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 23, caracterizado pelo fato de que a etapa (b) compreende girar o molde em um Fator G de 10 a 120.24. Method for centrifugally melting a composite metal product, according to any one of claims 21 to 23, characterized in that step (b) comprises rotating the mold in a G-Factor from 10 to 120. 25. Método para fundir centrifugamente um produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 24, caracterizado pelo fato de que a etapa (b) compreende girar o molde a uma velocidade periférica de 2,5 a 25 metros/segundo.25. Method for centrifugally casting a composite metal product according to any one of claims 21 to 24, characterized in that step (b) comprises rotating the mold at a peripheral speed of 2.5 to 25 meters/second . 26. Método para fundir centrifugamente um produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 25, caracterizado pelo fato de que a etapa (b) compreende girar o molde até que o metal hospedeiro tenha se solidificado.26. Method for centrifugally melting a composite metal product according to any one of claims 21 to 25, characterized in that step (b) comprises rotating the mold until the host metal has solidified. 27. Método para fundir centrifugamente um produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 26, caracterizado pelo fato de que a etapa (b) compreende girar o molde por tempo suficiente para obter a distribuição não uniforme de partículas sólidas ao longo do metal hospedeiro.27. Method for centrifugally melting a composite metal product, according to any one of claims 21 to 26, characterized in that step (b) comprises rotating the mold for sufficient time to obtain the non-uniform distribution of solid particles to the along the host metal. 28. Método para fundir centrifugamente um produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 27, caracterizado pelo fato de que a etapa (b) compreende verter a pasta fluida no molde a uma temperatura de fusão em uma faixa de 1.200 °C a 1.650 °C, tipicamente em uma faixa de 1.350 °C a 1.550 °C.28. Method for centrifugally melting a composite metal product according to any one of claims 21 to 27, characterized in that step (b) comprises pouring the slurry into the mold at a melting temperature in a range of 1,200 °C to 1650 °C, typically in a range of 1350 °C to 1550 °C. 29. Método para fundir centrifugamente um produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 28, caracterizado pelo fato de que o produto de metal compósito tem uma massa de pelo menos 20 kg.29. Method for centrifugally melting a composite metal product according to any one of claims 21 to 28, characterized in that the composite metal product has a mass of at least 20 kg. 30. Método para fundir centrifugamente um produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 29, caracterizado pelo fato de que as partículas refratárias têm uma densidade que se encontra dentro de 15% da densidade do hospedeiro de metal em sua temperatura de fusão.30. Method for centrifugally melting a composite metal product, according to any one of claims 21 to 29, characterized in that the refractory particles have a density that is within 15% of the density of the metal host at its temperature of fusion. 31. Método para fundir centrifugamente um produto de metal compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 30, caracterizado pelo fato de que compreende adicionar (a) nióbio ou (b) dois ou mais do que dois dentre nióbio e titânio e tungsténio a uma fusão que contém o metal ferroso sob uma forma que produz partículas refratárias sólidas de carboneto de nióbio que são insolúveis em uma temperatura de fusão e/ou partículas refratárias sólidas de uma mistura química de dois ou mais do que dois dentre carboneto de ni óbio e carboneto de titânio e carboneto de tungsténio que são insolúveis em uma temperatura de fusão.31. Method for centrifugally melting a composite metal product according to any one of claims 21 to 30, characterized in that it comprises adding (a) niobium or (b) two or more than two of niobium and titanium and tungsten to a melt containing the ferrous metal in a form that produces solid refractory particles of niobium carbide that are insoluble at a melting temperature and/or solid refractory particles of a chemical mixture of two or more than two of niobium carbide and titanium carbide and tungsten carbide which are insoluble at a melting temperature.
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