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Project: POCI-01-0247-FEDER-033417

Project name: In-situ production of metal matrix composites in cast components for wear-resistant applications
Project code: POCI-01-0247-FEDER-033417
Main Objective: Reforçar a investigação, o desenvolvimento tecnológico e a inovação
Intervention Region: Norte
Proposing institution/Lead promoter/Coordinating entity: FERESPE - Fundição de Ferro e Aço, Lda
Partner(s)/Co-promoter(s)/Participating institution(s): Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Date of approval: 2018-07-17
Start date: 2018-09-01
Completion date: 2020-12-31
Eligible Cost of the Project
Total Eligible Cost: 283.102,81 EUR
Eligible Cost in the University of Porto: 121.052,48 EUR
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto: 121.052,48 EUR
Total Financial Support
União Europeia - FEDER: 197.781,18 EUR
Financial Support to the University of Porto
Total of the University of Porto: 90.789,36 EUR
União Europeia | União Europeia - FEDER | Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto: 90.789,36 EUR
Objectives, activities and expected/achieved results
Objetivos e Atividades objetivos específicos:
- Superar em 30% a dureza e aumentar para o dobro a resistência ao desgaste dos componentes;
- Selecionar os materiais cerâmicos para o fabrico de reforços adequados a três materiais ferrosos;
- Estabelecer as condições de processamento de reforços nos processos de fundição de areia e de precisão;
- Estabelecer a relação entre a geometria dos componentes e a aplicação de reforços;
- Projetar e fabricar três protótipos nos novos materiais desenvolvidos.
- Criar conhecimento que permita alargar a industrialização destas novas soluções a outros mercados/clientes.

Atividades
Atividade 1 - Estudos preliminares
Atividade 2 - Estudo da ligação de reforços cerâmicos em amostras de geometria simples e complexa
Atividade 3 - Fabrico e teste de Protótipos
Atividade 4 - Promoção e Divulgação de Resultados
Atividade 5 - Gestão Técnica de Projeto
Resultados Esperados/Atingidos Para o sistema de produção in-situ foram selecionadas três misturas de pós, nomeadamente: Ti+C, Ti+Fe+C e Ti+Al+C, que, em contacto com o metal líquido, dão origem a TiC por síntese por combustão auto propagável. No que diz respeito à produção ex-situ, selecionou-se a mistura de pós WC+Fe.

As microestruturas das zonas reforçadas foram caraterizadas e algumas propriedades mecânicas avaliadas. A introdução de um reforço provocou o esperado aumento da resistência localizada. Por exemplo, a introdução em aço inoxidável de um reforço de pós Ti+Al+grafite originou um aumento de dureza na ordem dos 120%.

Os ensaios de ball-cratering permitiram constatar que o reforço referente ao sistema de pós é o que apresenta uma melhor resistência ao desgaste, pois a taxa de desgaste diminuiu 57% relativamente à taxa apresentada pelo metal base. Para o reforço com partículas de TiC foi conseguida uma diminuição na taxa de desgaste de 16%.
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