Aplicação da técnica de remoção química na determinação de perfis de tensão residual em amostras de fadiga de contato submetidas a nitretação e shot peening

• Autor(a) principal: Grabarski, Marina Izabelle
• Data de Publicação: 2015
• Outros Autores: Weigert, Nathalia Beatriz
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10212
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO::TRATAMENTO TERMICOS, MECANICOS E QUIMICOS; Medição de superfícies; Metais - Fadiga; Aspereza de superfície - Fadiga; Area measurement; Metals - Fatigue; Surface roughness - Fatigue

Pesquisadores do Grupo de Materiais, Tribologia e Superfícies da Universidade Tecnológica Federal do Paraná tem estudado, desde 2005, o efeito da introdução de tensões residuais compressivas na resistência à fadiga de contato de rolamento do ferro fundido nodular. Técnicas como compressão mecânica, nitretação por plasma e shot peening foram empregadas com o objetivo de aumentar a vida em fadiga do ferro fundido nodular, contudo nenhum resultado positivo foi encontrado. Nos trabalhos até então realizados, as medidas de tensão residual restringiam-se à superfície dos corpos de prova. A ausência de perfis de tensão residual limita a análise das técnicas utilizadas. Por esse motivo, o presente trabalho teve por objetivo principal a construção e análise de perfis de tensão residual de amostras nitretadas e submetidas a shot peening de trabalhos anteriores (Wollmann, 2012 Melo e Nunes, 2013) utilizando o método de remoção química de material associado à técnica de difração de raios-X. Dentre as amostras nitretadas provenientes do estudo de Wollmann (2012), algumas haviam passado também por um processo de difusão da camada nitretada. Além das amostras de trabalhos anteriores, foram analisadas amostras de aço AISI 5150 submetidas a nitretação e shot peening para fins de comparação entre as distribuições de tensão nos dois materiais. Análises de microscopia óptica, medições de microdureza e rugosidade foram as técnicas utilizadas para avaliar os efeitos de cada tratamento superficial. As medições de tensão residual foram feitas em um difratômetro Shimadzu XRD-7000. A retirada de material entre as medições foi realizada com ataque químico a fim de evitar a indução de novas tensões. Para efeitos de comparação com a remoção química, uma das amostras de aço AISI 5150 foi submetida ao processo de remoção mecânica entre medições de tensão. Os resultados obtidos demostraram que apenas o método de remoção química de material foi eficaz na determinação de perfis de tensão residual por difração de raios-X. Concluiu-se que os tratamentos superficiais realizados nos trabalhos anteriores não foram capazes de introduzir tensões compressivas na profundidade do ponto de máxima tensão cisalhante, definido pelas condições dos esforços de contato. A difusão em amostras nitretadas de ferro fundido dútil e a presença de alguns elementos de liga no aço AISI 5150 se mostraram determinantes no aumento da profundidade de tensões compressivas.