Efeito do processo de nitretação sob plasma no comportamento em fadiga térmica dos aços ferramenta para moldes para injeção de alumínio sob pressão.

Gonçalves, Cristiane Sales

doi:10.11606/d.3.2012.tde-21062013-110104

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“…Durante a operação, as ferramentas como matrizes de forjamento, cilindrosde laminação e moldes de injeção de alumínio são expostas a uma combinaçãode múltiplos modos de impacto [4]. Os aços ferramenta, especialmente osutilizados nas ferramentas para conformação a quente, inevitavelmente, falharãoem algum momento pelo modo de dano que se desenvolver mais rápido [5,6]. Um dos parâmetros essenciais de uma ferramenta ou um componente é a suavida em serviço, que descreve o número de componentes produzidos com aferramenta antes da sua falha.…”

Section: Ocorrências De Fadiga Térmicaunclassified

“…A vida em serviço pode ser melhorada pelo usode materiais que exibam boa estabilidade térmica e alta tenacidade mesmoem altas temperaturas [7]. A falha ocorrerá de maneira mais lenta, ou maisrápida, dependendo de diversos fatores que se definem desde o projeto demanufatura e finalmente pelas condições de operação [5]. A troca de calor na laminação a quente é função dos parâmetros de processo, dosmateriais de cilindro e chapa, da refrigeração aplicada aos cilindros e das características domeio interfacial no arco de contato [8,9].…”

Section: Ocorrências De Fadiga Térmicaunclassified

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Ocorrências De Trincas De Fadiga Térmica E Suas Relações Com Oxidação

Braga¹,

Lima²

2019

ABM Proceedings

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Resumo Fadiga térmica é um modo de fadiga por aplicação cíclica de tensões de origem térmica, devido a contrações e dilatações térmicas do material. Componentes sujeitos a fadiga térmica são, na maior parte, partes de motores a combustão ou ferramentas da indústria de conformação mecânica a quente, que são componentes que também estão submetidos a ambientes oxidantes. Embora a literatura disponível sobre conformação mecânica disponha de grande número de trabalhos relacionados à fadiga térmica em cilindros de laminação a quente, poucos autores abordam como esse tipo de dano é influenciado por algumas características do processo-em especial a oxidação.Este trabalho volta a atenção para ensaios laboratoriais de fadiga térmica e para cilindros de laminação de tiras a quente. Variaram-se, além das condições de ciclagem térmica e atmosfera, a microestrutura do aço ferramenta. Puderam ser observadas três formações distintas de trincas, formadas em estágios diferentes da evolução do dano de fadiga térmica. Através do acompanhamento do fenômeno desde o início da sua formação até o dano da ferramenta propriamente dito, foi possível constatar que o surgimento de trincas de fadiga térmica inicia-se em pontos de concentração de tensões na superfície, que podem ser carbonetos primários, interfaces ou pontos de oxidação preferencial,que geram regiões mais susceptíveis a falha durante a etapa de resfriamento da ferramenta. Resultados de modelamento matemático em escala microscópica confirmaram os efeitos concentradores de tensões causados por entalhes na superfície, tanto na presença quanto na ausência de óxidos preenchendo as cavidades dos entalhes.

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Section: Ocorrências De Fadiga Térmicaunclassified

Ocorrências De Trincas De Fadiga Térmica E Suas Relações Com Oxidação

Braga¹,

Lima²

2019

ABM Proceedings

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“…Os aços ferramenta, especialmente os utilizados nas ferramentas para conformação a quente, inevitavelmente, falharão em algum momento pelo modo de dano que se desenvolver mais rápido. [34] Um dos parâmetros essenciais de uma ferramenta ou um componente é a sua vida em serviço, que descreve o número de componentes produzidos com a ferramenta antes da sua falha. A vida em serviço pode ser melhorada pelo uso de materiais que exibam boa estabilidade térmica e alta tenacidade mesmo em altas temperaturas [26] .…”

Section: Falha Em Ferramentas De Conformação a Quenteunclassified

“…A falha ocorrerá de maneira mais lenta, ou mais rápida, dependendo de diversos fatores que se definem desde o projeto de manufatura e finalmente pelas condições de operação. [34] De acordo com alguns autores, como Stahlberg and Hallstrom [35] e Biglari [36] , mais de 70% das trocas prematuras de matrizes de forjamento são causadas por desgaste abrasivo. Outros 25% são devido a fadiga mecânica e apenas 5% são devidos a deformação plástica e fadiga termomecânica.…”

Section: Falha Em Ferramentas De Conformação a Quenteunclassified

Investigação dos mecanismos de nucleação de trincas de fadiga térmica em um aço ferramenta com carbonetos de nióbio.

Braga¹

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AgradecimentosAo meu orientador Prof. Dr. André Paulo Tschiptschin, pela confiança e oportunidade de trabalhar ao seu lado neste projeto.Ao Dr. Mario Boccalini Jr., por tamanho empenho no meu desenvolvimento pessoal e profissional, sempre me incentivando e ajudando a incrementar meu trabalho. Aos colegas do grupo de Processos Termomecânicos do Laboratório de Processos Metalúrgicos do IPT, pelo suporte durante todas as fases críticas do Projeto Danos, que nos levou a outro patamar técnico e científico. Sandra, Alexandre, Felipe, Bruna, Diogo e Jayson, vocês foram grandiosos parceiros. Aos parceiros do Laboratório de Fenômenos de Superfície do PME-Poli, principalmente ao Luiz Lima , pelo apoio no modelamento do ensaio de fadiga térmica e ajuda com a discussão dos resultados. À Gerdau, com Claudia Serantoni e Mario Vitor Leite, pela relação de confiança e parceria firmada há anos, que continue rendendo desenvolvimentos de excelência. Ao BNDES pelo apoio financeiro no programa Funtec. À minha família: meu marido Rafael, minha mãe Malu, meu pai Edson, minha irmã Marcela e todos que sempre torcem por mim e me ajudam a conciliar a vida profissional com a pessoal. Meus filhos, Sônia e Ivan, vocês me dão motivação pra caminhar! À minha família postiça, do Templo Escola Tríade, aos guardiões da esquerda e da direita, à minha mãe Iansã e meu pai Oxalá. Sem vocês, isso tudo nem faz sentido. Gratidão! Refletiu a luz divina Com todo seu esplendor. É do reino de Oxalá Onde há paz e amor Luz que refletiu na terra, Luz que refletiu no mar, Luz que veio de Aruanda para tudo iluminar. A Umbanda é paz e amor É um mundo cheio de luz É a força que nos dá vida E à grandeza nos conduz. Avante, filhos de fé! Com a nossa lei não há! Levando ao mundo inteiro a bandeira de Oxalá. Levando ao mundo inteiro a bandeira de Oxalá! (Hino da Umbanda) É preciso amar as pessoas como se não houvesse amanhã. Porque, se você parar pra pensar, na verdade, não há. -Dado Villa-Lobos e Renato Russo Palavras chave: Fadiga térmica. Aço ferramenta. Carboneto de nióbio. Oxidação. Nucleação de trinca. AbstractThermal fatigue tests were carried out in a tool steel with niobium carbides, applying only thermal stresses to the test specimens, by temperature and atmosphere control on each thermal cycle to which the specimen was exposed. The aim of this work was to investigate and understand the nucleation mechanisms of thermal fatigue and the formation of the crack network on the surface in specimens subjected to thermal cycles similar to those suffered by hot forming tools. For this, we looked in greater detail for the surface characteristics during the early stages of cracking and for the microstructure close to the surface. Static oxidation tests, measurement of the temperature fields, stress calculation by finite element modeling and thermal fatigue tests with four test conditions were performed: maximum temperature, heating rate, material hardness and atmosphere. The damage after the thermal fatigue tests was evaluated every 1000 cycles under optical microscope ...

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“…In addition to increasing surface hardness and wear resistance, previous studies with steels have demonstrated that the use of plasma nitriding can improve both fatigue and corrosion resistance [10,11,16]. The possibility to revert the process can add an additional benefit, which can be obtained through a plasma treatment using only hydrogen as a continuous flow atmosphere [17].…”

Section: List Of Tablesmentioning

confidence: 99%

On the plasma-assisted modifications of pre-textures surfaces: shallow depth nitriding in cast iron, topography and instrumented sclerometry test response.

Filho¹,

dos²

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A concept of plasma treatment for enhancing pre-textured surfaces of components made in pearlitic gray cast iron is proposed. It consists of a plasma nitriding at low temperatures and short times, in order to increase the hardness of the surface by means of a shallow depth nitride formation in the surface of the iron. As a result, the roughness pattern of a previously textured surface is preserved after the treatment. A review on the wear of internal combustion engine cylinders along with background research was conducted, which consisted in the description of cylinder bore wear features observed experimentally. The background research substantiated the significance of initiatives to enhance wear and friction response of pre-textured surfaces made of cast iron, such as the internal combustion engine cylinders. A series of plasma nitriding experiments was run on specimens extracted from engine cylinders. Flat specimens, obtained from blanks extracted from the cylinder wall of an engine cylinder block, were textured in laboratory in order to emulate the typical roughness distribution of an ordinary cylinder bore plateau honing process. Complementarily, a case-study experiment was performed in a honed sample of an internal combustion engine cylinder, whose surface in its original form (cylindrical) has been textured through industrial honing operations. Therefore, one among the potential applications of the research has been assessed. 3-D interference roughness measurements were performed before and after the plasma treatment to assess topographic stability of the textured surfaces. ε-Iron nitride (Fe 3 N) formation was identified via X-ray diffraction analysis. In addition, nitrogen concentration profile was quantitatively evaluated using wavelength-dispersive (X-ray) spectroscopy microanalysis, substantiating the nitride formation at shallow depth. Microhardness measurements and instrumented linear sclerometry test ('scratch test') results indicated that ε-iron nitride formation and solid solution hardening could provide enhanced properties to the surface of general pearlitic cast iron components, such as increase of wear resistance, and decrease of apparent coefficient of friction, in the assessed conditions. The results demonstrated that the roughness texture pattern was satisfactorily preserved after the treatment, which was supported by direct observation of the surfaces via scanning electronic microscopy.

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Efeito do processo de nitretação sob plasma no comportamento em fadiga térmica dos aços ferramenta para moldes para injeção de alumínio sob pressão.

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Ocorrências De Trincas De Fadiga Térmica E Suas Relações Com Oxidação

Ocorrências De Trincas De Fadiga Térmica E Suas Relações Com Oxidação

Investigação dos mecanismos de nucleação de trincas de fadiga térmica em um aço ferramenta com carbonetos de nióbio.

On the plasma-assisted modifications of pre-textures surfaces: shallow depth nitriding in cast iron, topography and instrumented sclerometry test response.

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