1 Influência da porcentagem de grafita no desgaste abrasivo de um ferro fundido mesclado usado em...
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1
Influência da porcentagem de Influência da porcentagem de
grafita no desgaste abrasivo de grafita no desgaste abrasivo de
um ferro fundido mesclado usado um ferro fundido mesclado usado
em cilindros de laminaçãoem cilindros de laminação
Téc. Leandro J. de PaulaTéc. Leandro J. de Paula
M.E. Marcio Matos do SantosM.E. Marcio Matos do Santos
Dr Amilton SinatoraDr Amilton Sinatora
22
SUMÁRIOSUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO
2.2. OBJETIVOOBJETIVO
3.3. MATERIAIS E MÉTODOSMATERIAIS E MÉTODOS
4.4. RESULTADOSRESULTADOS
5.5. CONCLUSÕESCONCLUSÕES
33
Ferro Fundido MescladoFerro Fundido Mesclado
• Bom compromisso entre:Bom compromisso entre:
Resistência ao desgasteResistência ao desgaste
Condutividade térmicaCondutividade térmica
TenacidadeTenacidade
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
MM33CCVCVC Matriz Matriz MartensíticaMartensítica
GrafitaGrafitaNbCNbC
PerlitaPerlita
44
JUSTIFICATIVAJUSTIFICATIVAMestrado Márcio Matos (2005):Mestrado Márcio Matos (2005):
Materiais - Microestrutura:Materiais - Microestrutura:
652652±9±9642642±13±13
Ferro fundido nodular Ferro fundido nodular Aço AISI 1060Aço AISI 1060
FoFo Nodular - %Vol. grafita: 10,5 FoFo Nodular - %Vol. grafita: 10,5 ++ 0,6% 0,6%
Número de nódulos por mmNúmero de nódulos por mm2: 2: 368 368 ++ 23 23
55
JUSTIFICATIVAJUSTIFICATIVA
Taxa de Desgaste - [10-5 kg/m]
Material Lixa - Al2O3 Seco Lubrificado
Aço#80 [192 um] 4,16 + 0,07 4,23 + 0,09
#220 [66 um] 2,71 + 0,08 2,93 + 0,04
Ferro Fundido#80 [192 um] 4,45 + 0,16 4,54 + 0,07
#220 [66 um] 2,70 + 0,06 2,93 + 0,07
Mestrado Márcio Matos (2005):Mestrado Márcio Matos (2005):
Condições de ensaio:Condições de ensaio:
Força nominal : 20 NForça nominal : 20 N
Pressão nominal: 2,83 MPaPressão nominal: 2,83 MPa
Velocidade tangencial : 0,08 m/sVelocidade tangencial : 0,08 m/s
Trajetória espiral : 40 mm à 15 mm Trajetória espiral : 40 mm à 15 mm
Distância total percorrida: 6,0 Distância total percorrida: 6,0 ++ 0,1 m 0,1 m
66
OBJETIVOOBJETIVO
Estudar, por meio de ensaios laboratoriais, a influência da grafita na resistência ao desgaste de cilindros de laminação utilizados nas últimas cadeiras ( LTQ ).
Identificar os mecanismos de desgaste.
Avaliar o efeito dos carbonetos no desgaste.
77
MATERIAIS MATERIAIS
C.Q CI77VS (18848) CI77VS (21851)
C 2.96 2.94
Si 1.95 1.75
Mn 0.95 0.97
Cr 1.70 1.75
Ni 4.61 4.46
Mo 0.45 0.44
Cu 0.01 0.01
Ti 0.01 0.01
V 1.44 1.40
Nb 0.48 0.46
Co 0.02 0.02
W 0.09 0.09
Ferro Fundido MescladoFerro Fundido Mesclado
88
MATERIAISMATERIAIS
Cilindro laminador ( LTQ )Cilindro laminador ( LTQ )
99CI77VS (18848) (25) CI77VS (21851) (20)
MicroestruturaMicroestrutura
1010CI77VS (18848) (25) CI77VS (21851) (20)
1111
CARACTERIZAÇÃO METALOGRÁFICACARACTERIZAÇÃO METALOGRÁFICA
CI77VS ( 18848 ) CI77VS ( 21851 )
Macrodureza
( 20 Kgf )640 ± 20 HV 647 ± 33 HV
Microdureza da Matriz
( 100gf )602 ± 21 HV 623 ± 17 HV
Microdureza do Carboneto (100gf ) 1168 ± 48 HV 1051 ± 96 HV
Fração Volumétrica de Grafita 100x - 30 campos 3,7 ± 0,2 1,8 ± 0,1
Fração Volumétrica de M3C 500x - 30 campos
33,0 ± 0,7 33,0 ± 1.6
1212
Tribômetro Multi Axial TE-79
Pino-sobre-disco
Célula de carga
Disco
Peso
Pino
EQUIPAMENTOEQUIPAMENTO
1313
Carga 4,6NCarga 4,6N
Pressão nominal 0,65Pressão nominal 0,65 MPaMPa
Espiral 40 mm para 5 mmEspiral 40 mm para 5 mm
Lixa AlLixa Al22OO33 #320 pano (Total – 10 lixas) #320 pano (Total – 10 lixas)
Assentamento Lixa AlAssentamento Lixa Al22OO33 #600 #600
MATERIAIS E MÉTODOSMATERIAIS E MÉTODOS
Condições de ensaioCondições de ensaio
1414
Perda de massa (Intervalo de pesagem - 2 lixas)Perda de massa (Intervalo de pesagem - 2 lixas)
Taxa de desgaste (g/lixa)Taxa de desgaste (g/lixa)
Coeficiente de AtritoCoeficiente de Atrito
Microscopia Eletrônica de VarreduraMicroscopia Eletrônica de Varredura
MATERIAIS E MÉTODOSMATERIAIS E MÉTODOS
Medição e análise dos resultadosMedição e análise dos resultados
1515
Perda de massa do CI77VS (18848)
y = 0,2069x + 0,0381
R2 = 0,9997
y = 0,2143x + 0,0429
R2 = 0,9994
y = 0,2114x + 0,6762
R2 = 0,9987
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 50 100 150 200
Distância percorrida [m]
Pe
rda
de
ma
ss
a [
mg
]
CI77VS 18848 Grafita 100x Carboneto 500xPino 1 1.6+ 0.1 33.2+ 1.6Pino 2 3.4+ 0.2 35.0+ 1.7Pino 3 1.9+ 0.3 34.7+ 2.6
RESULTADOSRESULTADOS
1616
Perda de massa do CI77VS (21851)
y = 0,2135x - 0,0762
R2 = 0,9999
y = 0,2238x - 0,1143
R2 = 0,9998
y = 0,2104x - 0,1619
R2 = 0,9998
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 50 100 150 200Distância percorrida [m]
Pe
rda
de
ma
ss
a [
mg
]
CI77VS 21851 Grafita 100x Carboneto 500xPino 1 3.1+ 0.2 33.6+ 1.3Pino 2 2.4+ 0.2 32.4+ 1.6Pino 3 2.6+ 0.3 33.1+ 1.8
RESULTADOSRESULTADOS
1717
RESULTADOS
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Distância Percorrida [m]
Per
da
de
mas
sa [
mg
]
CI77VS (18848) CI77VS (21851)
Y= 0,2159x – 0,1175
Y= 0,2109x – 0,2524
1818
CI77VS 18848
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 20 40 60 80 100 120
Tempo [s]
Co
efic
ien
te d
e A
trit
o
P2 P3 P1
COEFICIENTE DE ATRITOCOEFICIENTE DE ATRITO
1919
CI77VS 18848
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 20 40 60 80 100 120
Tempo [s]
Co
efic
ien
te d
e A
trit
o
P2 P3 P1
COEFICIENTE DE ATRITOCOEFICIENTE DE ATRITO
2020
CI77VS 21851
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 20 40 60 80 100 120
Tempo [s]
Coe
ficie
nte
de A
trito
P3 P2 P1
COEFICIENTE DE ATRITOCOEFICIENTE DE ATRITO
2121
CI77VS 21851
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 20 40 60 80 100 120
Tempo [s]
Coe
ficie
nte
de A
trito
P3 P2 P1
COEFICIENTE DE ATRITOCOEFICIENTE DE ATRITO
2222
COEFICIENTE DE ATRITOCOEFICIENTE DE ATRITO
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 20 40 60 80 100 120
Tempo [s]
Coe
ficie
nte
de A
trito
CI77VS 21851 P1 Grafita 3,1%
CI77VS 18848 P1 Grafita 1,6%
2323
COEFICIENTE DE ATRITOCOEFICIENTE DE ATRITO
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 20 40 60 80 100 120
Tempo [s]
Coe
ficie
nte
de A
trito
CI77VS 21851 P1 Grafita 3,1%
CI77VS 18848 P1 Grafita 1,6%
2424
Carboneto de Carboneto de NióbioNióbio
Carboneto de Carboneto de VanádioVanádio
Carboneto de Carboneto de Ferro (MFerro (M33C)C)
MECANISMO DE DESGASTEMECANISMO DE DESGASTE
2525
Carboneto de Carboneto de NióbioNióbio
Carboneto de Carboneto de VanádioVanádio
MECANISMO DE DESGASTEMECANISMO DE DESGASTE
Deformação Deformação PlásticaPlástica
MicrocorteMicrocorte
2626
MECANISMO DE DESGASTEMECANISMO DE DESGASTE
Recobrimento da Recobrimento da grafitagrafita
Recobrimento da Recobrimento da grafitagrafita
2727
CONCLUSÕESCONCLUSÕES
As frações volumétricas de grafita estudadas não As frações volumétricas de grafita estudadas não
influenciaram significativamente o desgaste dos influenciaram significativamente o desgaste dos
cilindros de laminação utilizados nas últimas cadeiras.cilindros de laminação utilizados nas últimas cadeiras.
Os mecanismo de desgaste predominantes nas ligas Os mecanismo de desgaste predominantes nas ligas foram : Microcorte e deformação plástica.foram : Microcorte e deformação plástica.
Não houve variação significativa do coeficiente de Não houve variação significativa do coeficiente de
atrito em todas as ligas.atrito em todas as ligas.
Os carbonetos de Nb e V protegem a matriz, evitando Os carbonetos de Nb e V protegem a matriz, evitando seu desgaste prematuro.seu desgaste prematuro.
2828
OBJETIVOOBJETIVO
Estudar, por meio de ensaios laboratoriais, a influência da grafita na resistência ao desgaste de cilindros de laminação utilizados nas últimas cadeiras ( LTQ ).
Identificar os mecanismos de desgaste.
Avaliar o efeito dos carbonetos no desgaste.
2929
FIMFIM