Efeito do shot peening na resistência à fadiga de contato de ferro fundido nodular martensítico
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Data de Publicação: | 2013 |
Outros Autores: | |
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/1/10358 |
Resumo: | Desde sua criação em 2006, o Grupo de Materiais, Tribologia e Superfícies (GrMaTS) da UTFPR tem estudado a resistência à fadiga de contato de ferros fundidos nodulares. Um dos aspectos desses estudos é o efeito das tensões residuais sobre a durabilidade do material. Técnicas como o uso de uma matriz de compressão mecânica e também nitretação são reportadas para a imposição de tensões compressivas. Nesse trabalho foi utilizado o tratamento de shot peening como agente indutor de tensões residuais. Primeiramente, corpos-de-prova no formato de arruela de faces planas foram usinadas, temperadas e revenidas. Em seguida, suas superfícies foram submetidas à retificação, lixamento e polimento e então realizado o shot peening para uma altura Almen 0,364 Amm. Na caracterização dos efeitos do tratamento foram realizadas medições de dureza, rugosidade e tensões residuais, essas últimas determinadas por difração de Raios-X. Então o corpos-de-prova foram submetidos ao ensaio de fadiga de contato de rolamento lubrificado, a uma pressão de contato máxima de 3,6 GPa. As falhas foram analisadas por microscopias ópticas e eletrônica de varredura e se revelaram como sendo de caráter subsuperficial. A vida média em fadiga foi estimada por uma distribuição de Weibull de dois parâmetros. A comparação destes resultados com a literatura mostrou que o tratamento de shot peening levou a um desempenho superior ao tratamento de têmpera, revenimento e nitretação, porém inferior ao ferro fundido nodular temperado e revenido. Atribui-se o resultado às tensões residuais de cisalhamento excessivamente elevadas, sem um correspondente aumento de dureza, promovidas pelo jateamento de uma superfície que já estava próxima do seu limite de endurecimento. |
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2020-11-12T18:31:45Z2020-11-12T18:31:45Z2013-09-19MELO, Guilherme Lasari; NUNES, Guilherme Schmitz. Efeito do shot peening na resistência à fadiga de contato de ferro fundido nodular martensítico. 2013. 81 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2013.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10358Desde sua criação em 2006, o Grupo de Materiais, Tribologia e Superfícies (GrMaTS) da UTFPR tem estudado a resistência à fadiga de contato de ferros fundidos nodulares. Um dos aspectos desses estudos é o efeito das tensões residuais sobre a durabilidade do material. Técnicas como o uso de uma matriz de compressão mecânica e também nitretação são reportadas para a imposição de tensões compressivas. Nesse trabalho foi utilizado o tratamento de shot peening como agente indutor de tensões residuais. Primeiramente, corpos-de-prova no formato de arruela de faces planas foram usinadas, temperadas e revenidas. Em seguida, suas superfícies foram submetidas à retificação, lixamento e polimento e então realizado o shot peening para uma altura Almen 0,364 Amm. Na caracterização dos efeitos do tratamento foram realizadas medições de dureza, rugosidade e tensões residuais, essas últimas determinadas por difração de Raios-X. Então o corpos-de-prova foram submetidos ao ensaio de fadiga de contato de rolamento lubrificado, a uma pressão de contato máxima de 3,6 GPa. As falhas foram analisadas por microscopias ópticas e eletrônica de varredura e se revelaram como sendo de caráter subsuperficial. A vida média em fadiga foi estimada por uma distribuição de Weibull de dois parâmetros. A comparação destes resultados com a literatura mostrou que o tratamento de shot peening levou a um desempenho superior ao tratamento de têmpera, revenimento e nitretação, porém inferior ao ferro fundido nodular temperado e revenido. Atribui-se o resultado às tensões residuais de cisalhamento excessivamente elevadas, sem um correspondente aumento de dureza, promovidas pelo jateamento de uma superfície que já estava próxima do seu limite de endurecimento.Since it was formed in 2006 at UTFPR, the Materials, Tribology and Surface Group (GrMaTS) has been studying the contact fatigue resistance of ductile cast irons. One aspect of these studies is the effect of residual stress on the material endurance. Techniques as the use of a die to apply mechanical compression and also nitriding have been reported as an attempt to increase the compressive stress. In these work, the shot peening process was used as the inductor of residual compressive stresses. Firstly, the washer-like specimens were machined, quenched and tempered. The preparation of specimens surfaces for shot peening included grinding, sanding and polishing. Shot peening was carried out to achieve an Almen height of 0.364 Amm. Analysis of hardness, roughness and residual stresses, this latter measured by x-ray diffraction, were conducted for characterization of treatment effects, In order to evaluate fatigue resistance, the specimens were submitted to rolling contact fatigue tests under flood lubrication, with a maximum Hertz contact pressure of 3.6 GPa. The failures were analyzed by means of optical and scanning electron microcopies and exhibited to have a subsurface origin. The fatigue mean life was estimated by means of a two-parameter Weibull analysis. Comparisons of the tests results with literature showed that shot peened specimens presented a better performance than those submitted to quench, tempering and nitriding. However the endurance of specimens simply treatment of quenched and tempered was not over by those that were shot peened. This behavior was attributed to an excessively high shear stress generated by shot peening, which was not followed by a correspondent increase on hardness since the material, due to previous treatment, was already too close of its hardening limit.FUNDAÇÃO ARAUCÁRIA: TupyporUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaEngenharia MecânicaUTFPRBrasilDepartamento Acadêmico de MecânicaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA::PROPRIEDADES MECANICAS DOS METAIS E LIGASFerro - AnáliseAço - FadigaFerro - FundiçãoIron - AnalysisSteel - FatigueIron foundingEfeito do shot peening na resistência à fadiga de contato de ferro fundido nodular martensíticoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCuritibaNeves, Julio Cesar Klein dasPintaúde, GiuseppeSilva, Carlos Henrique daNeves, Julio Cesar Klein dasMelo, Guilherme LasariNunes, Guilherme Schmitzinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRTEXTCT_COEME_2013-1_07.pdf.txtExtracted texttext/plain86930http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/10358/1/CT_COEME_2013-1_07.pdf.txt8f7ec2fe9d974fc424398798af560065MD51THUMBNAILCT_COEME_2013-1_07.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1258http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/10358/2/CT_COEME_2013-1_07.pdf.jpg562ce9c861792ab3d7cf4a5801c74e03MD52ORIGINALCT_COEME_2013-1_07.pdfapplication/pdf4016687http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/10358/3/CT_COEME_2013-1_07.pdff0e62af87560b0818a5e0e7432b336f1MD53LICENSElicense.txttext/plain1291http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/10358/4/license.txtdfb14e53a8c6b76b85e77d7a5a3b3809MD541/103582020-11-12 16:31:45.766oai:repositorio.utfpr.edu.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2020-11-12T18:31:45Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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