Estudo do desgaste em materiais utilizados em discos de freio de ferro fundido com grafita lamelar e vermicular.

• Autor(a) principal: Cueva Galarraga, Edison Gustavo
• Data de Publicação: 2002
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-03072024-103518/
• topic: Desgaste dos materiais; Ferro fundido cinzento; Gray cast iron; Motor vehicles; Veículos automotores; Wear of materials

Foi estudada a resistência ao desgaste de três ferros fundidos cinzentos, normalmente usados na fabricação de tambores e discos de freio (um da classe 250 - Fe250, outro de alto teor de carbono - FeAC e outro ligado com titânio - FeTi) e de um ferro fundido com grafita vermicular, usado na fabricação de blocos de motores. Os ensaios de desgaste foram realizados numa máquina de desgaste pino contra disco, sendo o pino fabricado de material utilizado em pastilhas de freio de automóveis, submetidos a pressões normais cíclicas de 4, 2 e 0,7 MPa, velocidade de rotação dos discos de 500 rpm e resfriamento por convecção forçada. O desgaste foi analisado através das medidas da perda de massa dos discos e das pastilhas. Foram medidas, também, as temperaturas alcançadas pelas pastilhas durante os ciclos de frenagem, e calculadas as forças e os coeficientes de atrito no decorrer de cada ensaio. Os resultados mostraram que a resistência ao desgaste apresentada pelos ferros fundidos cinzentos para cada condição de carregamento foi praticamente igual para todos eles, enquanto que o ferro fundido vermicular foi o que mais se desgastou. Entretanto, foi observado também, que o desgaste dos pinos foi praticamente igual em todos os casos, independentemente do tipo de material usado como disco de freio. Verificou-se também, que nos ferros fundidos cinzentos, as forças de atrito e as temperaturas foram praticamente iguais para todos eles e para o ferro fundidovermicular estes valores foram muito maiores. Ensaios de desgaste, realizados somente com o ferro fundido vermicular, usando-se forças de atrito semelhantes àquelas alcançadas pelos ferros fundidos cinzentos, mostraram que o nível de desgaste era praticamente igual ao observado nos discos de ferro fundido cinzento. Verificou-se também, que as temperaturas alcançadas durante estes ciclos de frenagem foram igualmente semelhantes. ) O ferro fundido vermicular foi submetido também, a tratamentos térmicos de ferritização e têmpera, visando estudar a influência da microestrutura na resistência ao desgaste deste material. Os resultados mostraram que os ferros fundidos vermiculares com matriz ferrítica desgastaram mais do que os vermiculares com matriz perlítico-ferrítica (bruta de fundição), apesar disso, tendo alcançado os mesmos níveis de temperatura e força de atrito que os discos no estado bruto de fundição. No caso do vermicular com matriz martensítica, o desgaste foi menor e as temperaturas e forças de atrito, também foram menores. Em todos os ensaios de desgaste realizados, foi observado que, os principais mecanismos de desgaste atuantes nas superfícies desgastadas dos discos, foram: abrasivo, oxidativo e de fadiga. No caso das pastilhas de freio, o desgaste foi provocado, principalmente, por processos abrasivos e de desgaste por fadiga e delaminação. Análises comparativas das superfícies desgastadas, obtidas através dos ensaios realizados nolaboratório e as superfícies desgastadas de um disco de freio real, mostraram que, o aspecto das duas superfícies era muito parecido e que os mecanismos de desgaste atuantes em ambos os casos foram os mesmos. O trabalho permite concluir que o ferro fundido vermicular poderia ser usado em discos de freio de veículos automotores, obtendo-se com eles níveis de desgaste e de forças de frenagem semelhantes às obtidas com os tradicionais ferros fundidos cinzentos, mas sendo necessário utilizar pressões de frenagem menores.