Usinabilidade do aço fundido alto carbono e alto silício na operação de torneamento

• Autor(a) principal: Natália Fernanda Santos Pereira
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/61392
• topic: Aço fundido; Torneamento; Forças de usinagem; Rugosidade; Temperatura do cavaco; Desgaste de ferramentas de corte; Engenharia de produção; Aço fundido; Torneamento; Usinagem; Aspereza de superfície; Metais - Corte

Durante as últimas décadas, estudos que envolvem a estrutura bainítica têm atraído a atenção de pesquisadores, devido à combinação de elevada resistência e alta ductilidade. No entanto, o material com essas propriedades tende a prejudicar a usinabilidade nos processos de manufatura, visto que se trata de um material de difícil usinagem. O presente trabalho consistiu no estudo da influência das condições de torneamento ao usinar um aço contendo alto carbono e alto silício (HC-HSi) fabricado pelo processo de fundição, cuja composição química foi projetada para a obtenção final da microestrutra bainítica após tratamento térmico de austêmpera. No entanto, o estudo do aço HC-HSi foi realizado antes de obter a microestrutura bainítica. Após a fabricação do aço HC-HSi pelo processo de fundição, o tratamento térmico de homogeneização foi realizado para minimizar segregação. Dessa forma, avaliou-se a influência das condições de torneamento para o aço HC-HSi utilizando ferramentas de metal duro e cermet, sobre os esforços de corte, rugosidade superficial, temperatura do cavaco e avaliação de desgaste das ferramentas de corte. Para a caracterização do aço HC-HSi, foram avaliados a composição química, análise microestrutural, propriedades mecânicas e análise fractográfica dos corpos de prova após ensaio mecânico. Uma microestrutura totalmente perlítica foi obtida para o aço HC-HSi fabricado pelo proceso de fundição. Com relação às propriedades mecânicas, os valores de dureza apresentaram valores próximos ao analisar a microdureza na seção transversal do corpo de prova fabricado para a operação de torneamento. Foi observado pouca deformação plástica após ensaio de tração e fraturas do tipo frágil para o aço HC-HSi. Sobre os resultados de usinabilidade do aço HC-HSi, observou-se que ao aumentar a velocidade de corte, a força de corte reduziu, o que foi atribuído às condições de corte à seco e ao efeito da temperatura nas zonas de cisalhamento primário e secundário. As ferramentas de metal duro e cermet não influenciaram os valores médios de força de avanço para o parâmetro velocidade de corte. Para o avanço de 0,35 mm.rev-1, a ferramenta de metal duro propiciou menores valores de força de avanço. Para a força passiva, a utilização de ferramentas de metal duro e cermet não influenciaram significamente nos valores de avanço avaliados. Com relação à rugosidade, o avanço foi o parâmetro mais significativo sobre Ra, Rz e Rt e não dependeu do tipo de ferramenta utilizado. Os parâmetros velocidade de corte e ferramenta de corte foram significativos sobre a temperatura do cavaco. A ferramenta de metal duro apresentou menores temperaturas do cavaco para as velocidade de corte avaliadas. Quanto ao desgaste, a ferramenta de metal duro mostrou-se a mais indicada para a usinagem do aço HC-Si. A contribuição dessa tese foi caracterizar o aço HC-Si e indicar os parâmetros e ferramentas de corte mais adequados a usinagem do aço HC-Si que minimizaram os esforços de corte, rugosidade superficial, temperatura do cavaco e o desgaste das ferramentas de corte utilizados neste estudo.